JP2010104203A - Power feed control apparatus, power feed apparatus, electric power-receiving control apparatus, electric power-receiving apparatus, electronic equipment, and contactless power transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置、電子機器、及び無接点電力伝送システム等に関する。 The present invention relates to a power transmission control device, a power transmission device, a power reception control device, a power reception device, an electronic device, a contactless power transmission system, and the like.
近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送(非接触電力伝送)が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、携帯電話機や家庭用機器(例えば電話機の子機)の充電などが提案されている。 In recent years, contactless power transmission (contactless power transmission) that uses electromagnetic induction and enables power transmission even without a metal part contact has been highlighted. Charging of telephones and household equipment (for example, a handset of a telephone) has been proposed.
このような無接点電力伝送をしている従来技術として特許文献1がある。この特許文献1では、供給電力を安定させるために、送電側が送電側の波形デューティを受電側からのフィードバック情報に基づいて可変することによって、受電側への駆動電圧の出力を一定に保っている。
しかしながら、受電側の負荷がバッテリ等の場合では、最適負荷の値が充電・放電により変動し、特許文献1の従来技術では、受電側の最適負荷を考慮したフィードバック制御が十分にされていなかった。
However, when the load on the power receiving side is a battery or the like, the value of the optimum load fluctuates due to charging / discharging, and in the prior art of
本発明の幾つかの態様によれば、適正な無接点電力伝送を実行できる送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置、及び電子機器を提供できる。 According to some aspects of the present invention, it is possible to provide a power transmission control device, a power transmission device, a power reception control device, a power reception device, and an electronic apparatus that can execute appropriate contactless power transmission.
本発明の一態様は、1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置を制御する送電制御装置であって、前記送電制御装置を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記受電装置から受電側フィードバック情報を受信する受信処理部と、前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記1次コイルと前記2次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定する伝送パラメータ設定部と、前記送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う送電制御部と、を含む送電制御装置に関係する。 One aspect of the present invention is a contactless power transmission that electromagnetically couples a primary coil and a secondary coil to transmit power from a power transmitting device to a power receiving device and supply power to a load of the power receiving device. A power transmission control device that controls the power transmission device of the system, the control unit including a control unit that controls the power transmission control device, wherein the control unit receives reception-side feedback information from the power reception device, and the power reception A transmission parameter setting unit for setting a power transmission side transmission parameter for obtaining an optimum load value that maximizes the efficiency of power transmission in the combination of the primary coil and the secondary coil based on side feedback information; And a power transmission control unit that performs power transmission control based on transmission parameters.
本発明の一態様によれば、受電側から受信した受電側フィードバック情報に基づいて、電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定し、この送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行うので、受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。 According to one aspect of the present invention, based on the power receiving side feedback information received from the power receiving side, the power transmission side transmission parameter for obtaining the optimum load value that maximizes the power transmission efficiency is set, and the power transmission side transmission parameter is set. Since the power transmission control is performed based on the power transmission, proper power transmission corresponding to the power receiving side feedback information can be performed.
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記受電側フィードバック情報により求まる前記受電装置の前記負荷の負荷値が前記最適負荷値に近づくように、前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the transmission parameter setting unit sets the power transmission side transmission parameter so that a load value of the load of the power receiving device obtained from the power receiving side feedback information approaches the optimum load value. It is good.
このようにすれば、伝送パラメータ設定部が受電側フィードバック情報に基づいて求めた受電装置の負荷の負荷値を最適負荷値に近づくように、送電側伝送パラメータを設定するので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。 In this way, since the transmission parameter setting unit sets the power transmission side transmission parameter so that the load value of the load of the power receiving device obtained based on the power reception side feedback information approaches the optimum load value, 2 from the primary side. Power transmission to the next side can be maintained at maximum efficiency.
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記送電側伝送パラメータとして前記1次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を設定することとしてもよい。 In the aspect of the invention, the transmission parameter setting unit may set at least one of a driving voltage and a driving frequency of the primary coil as the transmission-side transmission parameter.
このようにすれば、1次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を送電側伝送パラメータとすることによって、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。 In this way, power transmission from the primary side to the secondary side can be maintained at maximum efficiency by using at least one of the drive voltage and drive frequency of the primary coil as the power transmission side transmission parameter.
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、前記送電装置の通常送電開始後に前記受電側フィードバック情報を受信し、前記伝送パラメータ設定部は、前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。 Moreover, in one aspect of the present invention, the reception processing unit receives the power receiving side feedback information after starting normal power transmission of the power transmission device, and the transmission parameter setting unit is configured to transmit the power transmission side based on the power receiving side feedback information. Transmission parameters may be set.
このようにすれば、通常送電開始後に2次側の負荷が変化しても、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。 In this way, even if the load on the secondary side changes after the start of normal power transmission, power transmission from the primary side to the secondary side can be maintained at maximum efficiency.
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、通常送電開始後の定期認証期間に前記受電側フィードバック情報を受信し、前記伝送パラメータ設定部は、前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。 In the aspect of the invention, the reception processing unit receives the power receiving side feedback information in a periodic authentication period after the start of normal power transmission, and the transmission parameter setting unit is configured to transmit the power transmission based on the power receiving side feedback information. The side transmission parameter may be set.
このようにすれば、通常送電開始後の定期認証期間における負荷変動による信号送信を利用して受電側から送信された受電側フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータを設定するので、より受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。 In this way, since the power transmission side transmission parameters are set based on the power receiving side feedback information transmitted from the power receiving side using the signal transmission due to the load fluctuation in the regular authentication period after the start of normal power transmission, more power receiving side Appropriate power transmission corresponding to the feedback information can be performed.
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、前記送電装置の通常送電開始前に前記受電側フィードバック情報を受信し、前記伝送パラメータ設定部は、通常送電開始前の前記受電側フィードバック情報に基づいて、通常送電開始後の前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the reception processing unit receives the power receiving side feedback information before starting normal power transmission of the power transmission device, and the transmission parameter setting unit includes the power receiving side feedback information before starting normal power transmission. Based on this, the power transmission side transmission parameter after the start of normal power transmission may be set.
このようにすれば、通常送電開始後に受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。 In this way, it is possible to perform proper power transmission corresponding to the power receiving side feedback information after starting normal power transmission.
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧の情報及び前記負荷に流れる負荷電流の情報のうちの少なくとも1つの情報を受信することとしてもよい。 In the aspect of the invention, the reception processing unit receives at least one of information on output voltage to the load on the power receiving side and information on load current flowing in the load as the power receiving side feedback information. It is good to do.
このようにすれば、受電側の負荷への出力電圧及び負荷に流れる負荷電流の情報の変化に対応した適正な電力伝送ができるようになる。 If it does in this way, appropriate electric power transmission corresponding to the change of the information of the output voltage to the load by the side of power reception, and the load current which flows into load will be attained.
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記受電側フィードバック情報に基づき求められた前記負荷の負荷値が、前記最適負荷値に近づくように、前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the transmission parameter setting unit sets the transmission-side transmission parameter so that a load value of the load obtained based on the power-receiving-side feedback information approaches the optimum load value. It is good.
このように、伝送パラメータ設定部が受電側フィードバック情報に基づいて求めた受電装置の負荷の負荷値を最適負荷値に近づくように、送電側伝送パラメータを設定することによって、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。 In this way, by setting the power transmission side transmission parameter so that the load value of the load of the power receiving apparatus obtained by the transmission parameter setting unit based on the power receiving side feedback information approaches the optimum load value, the secondary side from the primary side Power transmission to the side can be maintained at maximum efficiency.
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記負荷値が前記最適負荷値より小さい場合には、前記1次コイルの駆動電圧を下げる制御及び前記1次コイルの駆動周波数を上げる制御の少なくとも一方を行うこととしてもよい。 In one aspect of the present invention, the transmission parameter setting unit controls the lowering of the driving voltage of the primary coil and the raising of the driving frequency of the primary coil when the load value is smaller than the optimum load value. It is good also as performing at least one of these.
このように、負荷値が最適負荷値より小さい場合には、1次コイルの駆動電圧を下げる制御及び1次コイルの駆動周波数を上げる制御の少なくとも一方を行うことによって、負荷値を最適負荷値に近づけられるので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。 Thus, when the load value is smaller than the optimum load value, at least one of control for lowering the drive voltage of the primary coil and control for raising the drive frequency of the primary coil is performed, so that the load value becomes the optimum load value. Therefore, power transmission from the primary side to the secondary side can be maintained at the maximum efficiency.
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記負荷値が前記最適負荷値より大きい場合には、前記1次コイルの駆動電圧を上げる制御及び前記1次コイルの駆動周波数を下げる制御の少なくとも一方を行うこととしてもよい。 In the aspect of the invention, the transmission parameter setting unit may control the driving voltage of the primary coil to be increased and the driving frequency of the primary coil to be decreased when the load value is larger than the optimum load value. It is good also as performing at least one of these.
このように、負荷値が最適負荷値より大きい場合には、1次コイルの駆動電圧を上げる制御及び1次コイルの駆動周波数を下げる制御の少なくとも一方を行うことによって、負荷値を最適負荷値に近づけられるので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。 As described above, when the load value is larger than the optimum load value, the load value is set to the optimum load value by performing at least one of the control for increasing the drive voltage of the primary coil and the control for reducing the drive frequency of the primary coil. Therefore, power transmission from the primary side to the secondary side can be maintained at the maximum efficiency.
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記受電側フィードバック情報を前記送電側伝送パラメータに変換処理する変換処理テーブルによって、前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。 In the aspect of the invention, the transmission parameter setting unit may set the power transmission side transmission parameter by a conversion processing table that converts the power receiving side feedback information into the power transmission side transmission parameter.
このように、変換処理テーブルによって受電側フィードバック情報から送電側伝送パラメータを可変するので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。 Thus, since the power transmission side transmission parameter is varied from the power receiving side feedback information by the conversion processing table, the power transmission from the primary side to the secondary side can be maintained at the maximum efficiency.
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧及び前記負荷に流れる負荷電流の情報を受信し、前記伝送パラメータ設定部は、前記1次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を前記送電側伝送パラメータとして設定し、前記変換処理テーブルは、前記出力電圧及び前記負荷電流の情報に基づいて、前記1次コイルの前記駆動電圧及び前記駆動周波数の少なくとも一方を出力することとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the reception processing unit receives, as the power receiving side feedback information, information on an output voltage to the load on the power receiving side and a load current flowing through the load, and the transmission parameter setting unit includes: At least one of the driving voltage and driving frequency of the primary coil is set as the transmission-side transmission parameter, and the conversion processing table is configured to determine the driving voltage of the primary coil based on the output voltage and the load current information. In addition, at least one of the drive frequencies may be output.
このようにすれば、変換処理テーブルによって出力電圧及び負荷電流の情報に基づいて、1次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を可変するので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。 In this way, since at least one of the drive voltage and drive frequency of the primary coil is varied based on the output voltage and load current information by the conversion processing table, the power transmission from the primary side to the secondary side can be performed. The maximum efficiency can be maintained.
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷に流れる負荷電流の情報を受信し、前記伝送パラメータ設定部は、前記1次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を前記送電側伝送パラメータとして設定し、前記変換処理テーブルは、前記負荷電流の情報に基づいて、前記1次コイルの前記駆動電圧及び前記駆動周波数の少なくとも一方を出力することとしてもよい。 In the aspect of the invention, the reception processing unit receives information on a load current flowing through the load on the power receiving side as the power receiving side feedback information, and the transmission parameter setting unit is configured to drive the driving voltage of the primary coil. And at least one of the drive frequency is set as the transmission-side transmission parameter, and the conversion processing table outputs at least one of the drive voltage and the drive frequency of the primary coil based on the information on the load current. It is good.
このようにすれば、変換処理テーブルによって負荷電流の情報に基づいて、1次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を可変するので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。 In this way, since at least one of the drive voltage and drive frequency of the primary coil is varied based on the load current information by the conversion processing table, power transmission from the primary side to the secondary side is maximized. Can be maintained.
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、受電側から受信した情報を記憶する記憶部を更に含み、前記受信処理部は、前記負荷の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を受信して、前記記憶部に書き込むこととしてもよい。 In the aspect of the invention, the reception processing unit further includes a storage unit that stores information received from the power receiving side, and the reception processing unit is information for specifying a load value detection method of the load. A certain load value detection method information may be received and written to the storage unit.
このようにすれば、送電側は、受電側の負荷値検出方式に対応した適正なフィードバック制御が実現できるようになる。 In this way, the power transmission side can realize appropriate feedback control corresponding to the load value detection method on the power receiving side.
また本発明の一態様では、前記負荷値検出方式情報は、前記受電側フィードバック情報として受信した受電側の前記負荷への出力電圧及び前記負荷に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の前記負荷値を検出する第1の負荷値検出方式と、前記受電側フィードバック情報として受信した受電側の前記負荷に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の前記負荷値を検出する第2の負荷値検出方式と、のいずれの検出方式であるかを特定するための情報であることとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the load value detection method information is based on information on an output voltage to the load on the power receiving side and load current flowing in the load received as the power receiving side feedback information. A first load value detection method for detecting a value, and a second load value detection for detecting the load value on the power receiving side based on information on a load current flowing through the load on the power receiving side received as the power receiving side feedback information It may be information for specifying which of the detection methods.
このようにすれば、送電側は、受電側の負荷値検出方式の各方式に対応した適正なフィードバック制御が実現できるようになる。 In this way, the power transmission side can realize appropriate feedback control corresponding to each of the load value detection methods on the power receiving side.
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の送電制御装置と、交流電圧を生成して前記1次コイルに供給する送電部と、前記送電部に駆動電圧を供給する電源回路と、を含む送電装置に関係する。 According to another aspect of the present invention, a power transmission control device according to any one of the above, a power transmission unit that generates an AC voltage and supplies the AC voltage to the primary coil, and a power supply circuit that supplies a driving voltage to the power transmission unit, , Related to the power transmission device.
また本発明の他の態様は、上記に記載の送電装置を含む電子機器に関係する。 Moreover, the other aspect of this invention is related with the electronic device containing the power transmission apparatus as described above.
また本発明の他の態様は、1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送のシステムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、前記受電制御装置を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記負荷の負荷値を求めるための情報である負荷情報を検出する負荷情報検出部と、前記負荷情報検出部で検出した負荷情報を前記1次コイルと前記2次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを、前記送電制御装置において設定するための受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信する送信処理部と、受電制御を行う受電制御部と、を含む受電制御装置に関係する。 In another aspect of the present invention, the primary coil and the secondary coil are electromagnetically coupled to transmit power from the power transmission device to the power reception device, and supply power to the load of the power reception device. A power reception control device provided in the power reception device of a power transmission system, including a control unit that controls the power reception control device, wherein the control unit includes load information that is information for obtaining a load value of the load. A load information detection unit for detecting, and a transmission-side transmission parameter for obtaining an optimum load value at which the power transmission efficiency in the combination of the primary coil and the secondary coil is maximized for the load information detected by the load information detection unit Is related to a power reception control device including a transmission processing unit that transmits power to the power transmission device as power reception side feedback information for setting in the power transmission control device, and a power reception control unit that performs power reception control. That.
本発明の他の態様によれば、送電側に送信した受電側フィードバック情報に基づいて、送電側が電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定し、この送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行うので、受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。 According to another aspect of the present invention, based on the power receiving side feedback information transmitted to the power transmission side, the power transmission side sets power transmission side transmission parameters for obtaining an optimum load value at which the efficiency of power transmission is maximized. Since power transmission control is performed based on the side transmission parameter, it is possible to perform appropriate power transmission corresponding to the power receiving side feedback information.
また本発明の他の態様では、前記送信処理部は、前記負荷の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷情報を検出する負荷値検出方式情報を送信することとしてもよい。 In another aspect of the present invention, the transmission processing unit may transmit load value detection method information for detecting load information, which is information for specifying a load value detection method for the load.
このようにすれば、受電側は、送電側から受電側の負荷値検出方式に対応した適正なフィードバック制御が実現されるようになる。 In this way, on the power receiving side, proper feedback control corresponding to the load value detection method from the power transmitting side to the power receiving side is realized.
また本発明の他の態様では、前記送信処理部は、前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧の情報及び前記負荷に流れる負荷電流の情報のうちの少なくとも1つの情報を前記送電装置に送信することとしてもよい。 In another aspect of the present invention, the transmission processing unit may receive at least one of information on output voltage to the load on the power receiving side and information on load current flowing in the load as the power receiving side feedback information. It is good also as transmitting to the power transmission device.
このようにすれば、受電側の負荷への出力電圧及び負荷に流れる負荷電流の情報を受電側フィードバック情報として受信した送電装置が当該情報の変化に対応した適正な電力伝送ができるようになる。 If it does in this way, the power transmission apparatus which received the information of the output voltage to the load of the power receiving side and the load current flowing through the load as the power receiving side feedback information can perform appropriate power transmission corresponding to the change of the information.
また本発明の他の態様では、前記負荷情報検出部は、通常送電開始前における負荷状況を前記負荷情報として検出し、前記送信処理部は、前記負荷情報を前記受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信することとしてもよい。 In another aspect of the present invention, the load information detection unit detects a load state before starting normal power transmission as the load information, and the transmission processing unit uses the load information as the power-receiving-side feedback information. It is good also as transmitting to.
このようにすれば、通常送電開始直後における送電電力量を最適化することができるようになる。 In this way, the amount of transmitted power immediately after the start of normal power transmission can be optimized.
また本発明の他の態様は、上記に記載の受電制御装置と、前記2次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部と、を含む受電装置に関係する。 Another aspect of the present invention relates to a power reception device including the power reception control device described above and a power reception unit that converts an induced voltage of the secondary coil into a DC voltage.
また本発明の他の態様は、上記に記載の受電装置と、前記受電装置により電力が供給される負荷と、を含む電子機器に関係する。 Another aspect of the invention relates to an electronic device including the power receiving device described above and a load to which power is supplied by the power receiving device.
また本発明の他の態様は、1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムであって、前記送電装置を制御する送電制御装置は、前記送電制御装置を制御する送電側制御部を含み、前記送電側制御部は、前記受電装置から受電側フィードバック情報を受信する受信処理部と、前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記1次コイルと前記2次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定する伝送パラメータ設定部と、前記送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う送電制御部と、を含み、前記受電装置を制御する受電制御装置は、前記受電制御装置を制御する受電側制御部を含み、前記受電側制御部は、前記負荷の負荷値を求めるための情報である負荷情報を検出する負荷情報検出部と、前記負荷情報検出部で検出した前記負荷情報を前記受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信する送信処理部と、前記前記送電処理部の制御を行う受電制御部と、を含む無接点電力電送システムに関係する。 In another aspect of the present invention, the primary coil and the secondary coil are electromagnetically coupled to transmit power from the power transmission device to the power reception device, and supply power to the load of the power reception device. In the power transmission system, the power transmission control device that controls the power transmission device includes a power transmission side control unit that controls the power transmission control device, and the power transmission side control unit receives power reception side feedback information from the power reception device. A transmission parameter for setting a power transmission side transmission parameter for obtaining an optimum load value that maximizes the efficiency of power transmission in the combination of the primary coil and the secondary coil based on the reception processing unit and the power reception side feedback information A power reception control device that controls the power reception device, the power reception control device including a setting unit and a power transmission control unit that performs power transmission control based on the power transmission side transmission parameter. A power receiving side control unit that controls the load information detecting unit that detects load information that is information for obtaining a load value of the load, and the load information detected by the load information detecting unit. This is related to a non-contact power transmission system including a transmission processing unit that transmits the power transmission side feedback information to the power transmission device and a power reception control unit that controls the power transmission processing unit.
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as means for solving the present invention. Not necessarily.
1.電子機器
図1(A)に本実施形態の無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す。電子機器の1つである充電器500(クレードル)は、送電装置10を有する。また、電子機器の1つである携帯電話機510は、受電装置40を有する。また、携帯電話機510は、LCDなどの表示部512、ボタン等で構成される操作部514、マイク516(音入力部)、スピーカ518(音出力部)、アンテナ520を有する。
1. Electronic Device FIG. 1A shows an example of an electronic device to which the contactless power transmission method of this embodiment is applied. A charger 500 (cradle), which is one of electronic devices, includes a
充電器500には、ACアダプタ502を介して電力が供給され、この電力が無接点電力伝送により送電装置10から受電装置40に送電される。これにより、携帯電話機510のバッテリを充電したり、携帯電話機510内のデバイスを動作させることができる。
Electric power is supplied to the
なお、本実施形態が適用される電子機器は、携帯電話機510に限定されない。例えば、腕時計、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピュータ、ハンディターミナル、携帯情報端末、電動自転車、或いはICカードなどの種々の電子機器に適用できる。
Note that the electronic device to which the present embodiment is applied is not limited to the
図1(B)に模式的に示すように、送電装置10から受電装置40への電力伝送は、送電装置10側に設けられた1次コイルL1(送電コイル)と、受電装置40側に設けられた2次コイルL2(受電コイル)を電磁的に結合させて電力伝送トランスを形成することで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。
As schematically shown in FIG. 1B, power transmission from the
なお、図1(B)では、1次コイルL1、2次コイルL2は、平面上でスパイラル状にコイル線を巻くことで形成された例えば空芯の平面コイルになっている。しかしながら、本実施形態のコイルは、これに限定されず、1次コイルL1と2次コイルL2を電磁的に結合させて電力を伝送できるものであれば、その形状・構造等は問わない。 In FIG. 1B, the primary coil L1 and the secondary coil L2 are, for example, air-core planar coils formed by winding coil wires in a spiral shape on a plane. However, the coil of the present embodiment is not limited to this, and any shape, structure, or the like may be used as long as the primary coil L1 and the secondary coil L2 can be electromagnetically coupled to transmit power.
例えば、図1(C)では、磁性体コアに対してX軸回りでコイル線をスパイラル状に巻くことで1次コイルL1が形成されている。携帯電話機510に設けられた2次コイルL2も同様である。本実施形態では、図1(C)のようなコイルにも適用可能である。なお、図1(C)の場合に、1次コイルL1や2次コイルL2として、X軸回りにコイル線を巻いたコイルに加えて、Y軸周りにコイル線を巻いたコイルを組み合わせてもよい。
For example, in FIG. 1C, the primary coil L1 is formed by winding a coil wire spirally around the X axis with respect to the magnetic core. The same applies to the secondary coil L2 provided in the
2.送電装置、受電装置
図2に本実施形態の無接点電力伝送システムに含まれる送電装置10、送電制御装置20、受電装置40、受電制御装置50の構成例を示す。図1(A)の充電器500などの送電側の電子機器は、図2の送電装置10を含む。また、携帯電話機510などの受電側の電子機器は、受電装置40と負荷90(本負荷)を含むことができる。そして、図2の構成により、例えば1次コイルL1と2次コイルL2を電磁的に結合させて、送電装置10から受電装置40に対して電力を伝送し、負荷90に対して電力を供給する無接点電力伝送(非接触電力伝送)システムが実現される。
2. FIG. 2 shows a configuration example of the
送電装置10(送電モジュール、1次モジュール)は、1次コイルL1、送電部12、電源回路18、及び送電制御装置20を含むことができる。なお、送電装置10や送電制御装置20は、図2の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば1次コイル)を省略したり、他の構成要素(例えば波形モニタ回路)を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
The power transmission device 10 (power transmission module, primary module) can include a primary coil L1, a
送電部12は、電源回路18から供給される駆動電圧VFから交流電圧を生成して1次コイルL1に供給する。具体的には、電力伝送時には、所定周波数の交流電圧を生成し、データ転送時には、データに応じて周波数が異なる交流電圧を生成して、1次コイルL1に供給する。この送電部12は、例えば、1次コイルL1の一端を駆動する第1の送電ドライバと、1次コイルL1の他端を駆動する第2の送電ドライバと、1次コイルL1と共に共振回路を構成する少なくとも1つのコンデンサを含むことができる。そして、送電部12が含む第1、第2の送電ドライバの各々は、例えば、パワーMOSトランジスタにより構成されるインバータ回路(バッファ回路)であり、送電制御装置20により制御される。
The
1次コイルL1(送電側コイル)は、2次コイルL2(受電側コイル)と電磁結合して電力伝送用トランスを形成する。例えば、電力伝送が必要なときには、図1(A)、図1(B)に示すように、充電器500の上に携帯電話機510を置き、1次コイルL1の磁束が2次コイルL2を通るような状態にする。一方、電力伝送が不要なときには、充電器500と携帯電話機510を物理的に離して、1次コイルL1の磁束が2次コイルL2を通らないような状態にする。
The primary coil L1 (power transmission side coil) is electromagnetically coupled to the secondary coil L2 (power reception side coil) to form a power transmission transformer. For example, when power transmission is necessary, as shown in FIGS. 1A and 1B, a
電源回路18は、例えば、外部の商用AC電源等の電源から得た交流電圧を所定の大きさの直流電圧に変換し、当該電源からの供給電圧に基づいて送電部12に駆動電圧VFを供給する。
For example, the
送電制御装置20は、送電装置10の各種制御を行う装置であり、集積回路装置(IC)などにより実現できる。この送電制御装置20は、制御部22、記憶部23、負荷状態検出回路30を含むことができる。なお、これらの構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加するなどの変形実施も可能である。
The power
制御部22(送電側)は、送電装置10や送電制御装置20の制御を行うものである。この制御部22は、例えばゲートアレイなどのASIC回路により実現したり、マイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で動作するプログラムなどにより実現できる。この制御部22は、送電部12を用いた送電の制御を行ったり、記憶部23の記憶制御を行ったり、負荷状態検出回路30の制御を行ったりする送電制御装置20を制御する。具体的には、送電制御装置20を制御することによって、電力伝送、負荷状態検出(データ検出、異物検出、取り去り検出等)、周波数変調などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
The control unit 22 (power transmission side) controls the
記憶部23(レジスタ部)は、各種の情報を記憶するものであり、例えば、RAMやDフリップフロップ、或いはフラッシュメモリやマスクROMなどの不揮発性メモリにより実現できる。 The storage unit 23 (register unit) stores various types of information and can be realized by, for example, a RAM, a D flip-flop, or a nonvolatile memory such as a flash memory or a mask ROM.
負荷状態検出回路30(波形検出回路)は、受電側(受電装置又は異物)の負荷状態を検出する。この負荷状態の検出は、1次コイルL1の誘起電圧信号(コイル端信号)の波形変化を検出することで実現できる。例えば、受電側(2次側)の負荷状態(負荷電流)が変化すると、誘起電圧信号の波形が変化する。負荷状態検出回路30は、このような波形の変化を検出して、検出結果(検出結果情報)を制御部22に出力する。そして、制御部22は、負荷状態検出回路30での負荷状態の検出情報に基づいて、受電側(2次側)の負荷状態(負荷変動、負荷の高低)を判定する。
The load state detection circuit 30 (waveform detection circuit) detects the load state on the power receiving side (power receiving device or foreign object). This detection of the load state can be realized by detecting the waveform change of the induced voltage signal (coil end signal) of the primary coil L1. For example, when the load state (load current) on the power receiving side (secondary side) changes, the waveform of the induced voltage signal changes. The load
受電装置40(受電モジュール、2次モジュール)は、2次コイルL2、受電部42、負荷変調部46、負荷情報検出回路(電圧/電流検出回路)47、給電制御部48、受電制御装置50を含むことができる。なお、受電装置40や受電制御装置50は、図2の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば2次コイル)を省略したり、他の構成要素(例えば負荷変調部)を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
The power reception device 40 (power reception module, secondary module) includes a secondary coil L2, a
受電部42は、2次コイルL2の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は、受電部42が有する整流回路などにより実現できる。
The
負荷変調部46は、負荷変調処理を行う。具体的には、受電装置40から送電装置10に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部46(2次側)での負荷を可変に変化させて、1次コイルL1の誘起電圧の信号波形を変化させる。
The
給電制御部48は、負荷90への電力の給電を制御する。即ち、負荷90への電力の給電をオンにしたり、オフにする制御を行う。具体的には、受電部42(整流回路)からの直流電圧のレベルを調整して、電源電圧を生成して、負荷90に供給し、負荷90のバッテリ94を充電する。なお、負荷90はバッテリ94を含まないものであってもよい。
The power
負荷情報検出回路(電圧/電流検出回路)47は、例えばA/Dコンバータ等から構成され、受電装置40の負荷90の負荷値を求めるための情報である負荷情報を検出する。本実施形態では、負荷情報検出回路47は、負荷情報として受電装置40の負荷90への出力電圧即ち2次側負荷電圧の情報と、負荷90に流れる負荷電流即ち2次側負荷電流の情報を検出する。負荷情報検出回路47で検出された負荷情報は、1次コイルL1と2次コイルL2の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを送電制御装置20に設定するための受電側フィードバック情報として、送電装置10に送信される。なお、図2に示す例では、受電部42と給電制御部48との間に設けられているが、受電側の負荷90の負荷値を決定する負荷情報として、2次側負荷電圧及び2次側負荷電流の少なくとも1つを検出できる部位に設置されていればよいので、例えば給電制御部48と負荷90との間に設けることも可能である。
The load information detection circuit (voltage / current detection circuit) 47 is composed of an A / D converter, for example, and detects load information that is information for obtaining the load value of the
受電制御装置50は、受電装置40の各種制御を行う装置であり、集積回路装置(IC)などにより実現できる。この受電制御装置50は、2次コイルL2の誘起電圧から生成される電源電圧により動作することができる。また受電制御装置50は、制御部52、記憶部53を含むことができる。
The power
制御部52(受電側)は、受電装置40や受電制御装置50の制御を行うものである。この制御部52は、例えばゲートアレイなどのASIC回路により実現したり、マイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で動作するプログラムなどにより実現できる。この制御部52は、給電制御部48の制御を行ったり、記憶部53の記憶制御を行う受電制御装置50を制御する。具体的には、受電制御装置50を制御することによって、位置検出、周波数検出、負荷変調、或いは満充電検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
The control unit 52 (power reception side) controls the
記憶部53(レジスタ部)は、各種の情報を記憶するものであり、例えばRAMやDフリップフロップ或いはフラッシュメモリやマスクROMなどの不揮発性メモリにより実現できる。 The storage unit 53 (register unit) stores various types of information, and can be realized by, for example, a RAM, a D flip-flop, or a nonvolatile memory such as a flash memory or a mask ROM.
検出回路59は、送電装置10から受電装置40に適正に電力伝送を行うために、例えば、受電部42において、1次コイルL1と2次コイルL2の位置関係が適正であるかを判断したり、受電部42が送電側から受信した信号の周波数(f1、f2)を検出する。
The
そして、本実施形態では、送電側の制御部22は、受信処理部34と、送信処理部33と、伝送パラメータ設定部32と、送電制御部31と、を含むことを特徴とする。
In the present embodiment, the power transmission
受信処理部34は、受電装置40からの各種情報の受信処理をし、本実施形態では、受電装置40から受電側フィードバック情報を受信する。また、受信処理部34は、受電側フィードバック情報により負荷90の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を受信して、当該負荷値検出方式情報を記憶部23に書き込む。送信処理部33は、受電装置40に各種情報の送信処理をする。
The
伝送パラメータ設定部32は、受電側フィードバック情報に基づいて、1次コイルL1と2次コイルL2の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値Xaを得るための送電側伝送パラメータを設定する。本実施形態では、伝送パラメータ設定部32は、受電側フィードバック情報を送電側伝送パラメータに変換処理する変換処理テーブルによって、送電側伝送パラメータを設定する。なお、伝送パラメータ設定部32の変換処理テーブルの詳細については、後述する。
The transmission
送電制御部31は、受信処理部34が受信した各種情報に基づいて送電制御を行う。本実施形態では、送電制御部31は、送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う。
The power
これに対して、受電側の制御部52は、受信処理部64と、送信処理部65と、受電制御部66と、負荷情報検出部54と、を含む。
On the other hand, the power receiving
受信処理部64は、送電装置10からの各種情報の受信処理をする。送信処理部65は、送電装置10に各種情報の送信処理をする。本実施形態では、送信処理部65は、負荷情報検出部54で検出された負荷情報を、1次コイルL1と2次コイルL2の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値Xaを得るための送電側伝送パラメータを送電制御装置20において設定するための受電側フィードバック情報として、送電装置10に送信する。また、送信処理部65は、受電側フィードバック情報により負荷90の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を送電側に送信する。
The
受電制御部66は、受電制御を行う。負荷情報検出部54は、負荷90の負荷値を求めるための負荷情報を検出する。本実施形態では、負荷情報検出部54は、負荷情報検出回路47で検出された負荷90(バッテリ94)への出力電圧の情報及び負荷90に流れる負荷電流の情報の少なくともいずれか一方の情報を負荷情報として検出する。また、通常送電開始直後における送電電力量を最適化できるようにするために、負荷情報検出部54は、通常送電開始前におけるバッテリ94の状態等の負荷状況を負荷情報として検出して、送信処理部65が当該負荷情報を受電側フィードバック情報として送電装置10に送信するようにしてもよい。
The power
また、本実施形態では、通常送電開始後に2次側の負荷90の値Xが変化しても、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持するために、伝送パラメータ設定部32は、受電側フィードバック情報により求まる受電装置40の負荷値Xが最適負荷値Xaに近づくように、送電側伝送パラメータを設定する。具体的には、伝送パラメータ設定部32は、送電側伝送パラメータとして1次コイルL1の駆動電圧Vin及び駆動周波数finの少なくとも一方を設定する。換言すると、伝送パラメータ設定部32は、受信処理部34が受信した受電側フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータを設定する。
Further, in the present embodiment, even if the value X of the
また、図2に示す無接点電力伝送システムでは、送電装置10の受信処理部34は、通常送電開始後の定期認証期間に受電側フィードバック情報を受信し、伝送パラメータ設定部32が当該受電側フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータを設定する。すなわち、本実施形態では、送電制御装置20は、通常送電開始後の定期認証期間に受信した受電側フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータとして1次コイルL1の駆動電圧Vinを設定する。
In the non-contact power transmission system shown in FIG. 2, the
なお、本実施形態では、送電装置10は、受電側からフィードバック情報を受信する際に、送電側に設けられる負荷状態検出回路30に依存する負荷変調方式によって実行されるが、当該フィードバック情報の受信方法は、非接触方式で情報の送受信を実行する方式であれば、負荷変調方式に限定されない。即ち、微弱無線やRF−ID等の他の通信手段を使用した常時的なフィードバック方式でも、受電側からフィードバック情報を受信できる。例えば、図3に示すように、受電側及び送電側にそれぞれRF−IDタグ41、11を設けて常時通信をし、これらのRF−IDタグ41、11を介して、送電側が受電側からフィードバック情報を受信して、送電側が当該フィードバック情報に基づいて、電力の伝送効率が最大効率ηmaxとなるように、伝送パラメータを設定するようにしてもよい。
In the present embodiment, when the
3.無接点電力伝送の動作
さて、無接点電力伝送が普及すると、受電側の2次コイルとして様々なタイプのものが市場に出回ることが予想される。即ち、受電側である携帯電話機等の電気機器の外形・サイズは様々であるため、これに応じて、電子機器の受電装置に内蔵される2次コイルの外形・サイズも様々なものになる。また各電子機器が必要とする無接点電力伝送の電力量(ワット数)や出力電圧も様々であるため、これに応じて2次コイルのインダクタンス等も様々なものになる。
3. Operation of non-contact power transmission Now, when non-contact power transmission becomes widespread, it is expected that various types of secondary coils on the power receiving side will be put on the market. That is, since the outer shape and size of an electric device such as a mobile phone on the power receiving side are various, the outer shape and size of the secondary coil incorporated in the power receiving device of the electronic device are also varied accordingly. In addition, since the amount of electric power (wattage) and output voltage for contactless power transmission required by each electronic device are various, the inductance of the secondary coil and the like vary accordingly.
このため、図4(A)に示すように、1つの送電装置10で0.5Wや、2.5W、15W等の異なる電力量を要する受電装置40(40A、40B、40C)の通常送電を行うマルチ充電を実現するに際しては、送電装置10は、受電側から当該受電装置40への通常送電の際に1次コイルL1の駆動電圧VF等と言った通常送電の際に必要な伝送条件情報を受信する。そして、受信した当該伝送条件情報に基づいて、受電側がどの電力量の受電装置40A、40B、40Cであるかを判定した後に、各受電装置40A、40B、40Cに対応する電力量を受電側に通常送電する。
For this reason, as shown in FIG. 4 (A), the normal power transmission of the power receiving device 40 (40A, 40B, 40C) that requires different amounts of power such as 0.5 W, 2.5 W, 15 W, etc. with one
本実施形態では、受電側から送電側に上記伝送条件情報等の各種情報を送信するに際して、図4(B)に示すように、送信データに応じて受電側からの負荷を可変に変化させる負荷変調方式によって所定周波数の搬送波が伝送される。すなわち、受電側からの伝送条件情報等の各種情報が含まれる送信信号に相当する成分が搬送波に重畳され、当該送信信号が送電側に送信される。 In this embodiment, when transmitting various information such as the transmission condition information from the power receiving side to the power transmitting side, as shown in FIG. 4B, a load that variably changes the load from the power receiving side according to the transmission data A carrier wave having a predetermined frequency is transmitted by the modulation method. That is, a component corresponding to a transmission signal including various information such as transmission condition information from the power receiving side is superimposed on the carrier wave, and the transmission signal is transmitted to the power transmission side.
このように、受電側から送電側に負荷変調方式で各種情報通信をする際に、15Wの電力量の受電装置40Cから15Wの高電力で負荷変調による信号の送受信を実行すると、EMIノイズが発生してしまい、受電装置40Cの誤作動等の不具合を誘発することが懸念される。
As described above, when various types of information communication are performed from the power receiving side to the power transmitting side by the load modulation method, EMI noise is generated when the
このため、本実施形態では、送電側から受電側への通常送電を開始前の段階では、図5(A)に示すように、受電側の電力量の大きさに関係なく、まず電源回路18が初期駆動電圧となる第1の駆動電圧VF1を送電部12に供給するように、送電制御装置20の制御部22を制御して仮送電が行われる。このとき、当該第1の駆動電圧VF1によって、1次側コイルL1を駆動する際に供給される電力量は、各種情報通信に必要最小限の電力量が受電側に供給される。このようにして、送電装置10から受電装置40への通常送電の開始前には、送電装置10と受電装置40との間の情報通信のための仮送電が開始される。
For this reason, in the present embodiment, at the stage before starting normal power transmission from the power transmission side to the power reception side, as shown in FIG. 5A, first, the
仮送電が開始されると、図5(B)に示すように、通常送電を要求する受電側から受電装置40に通常送電をする際に必要とされる1次コイルの駆動電圧となる第2の駆動電圧VF2等の伝送条件情報を始めとする各種情報が送信される。すると、送電側は、当該伝送条件情報等を受信すると、当該受信した旨の情報を当該伝送条件情報の送信元となる受電装置40に送信し、送信元となる受電側が送電側から送信された情報を許諾すると、当該受電装置40から送電装置10にスタートフレームを送信する。このように、通常送電開始前の仮送電は、送電側と受電側との間の伝送条件情報等の情報通信の他に、送電側と受電側の間で、無接点電力伝送の基本的な設定(規格、コイル、システム、安全機能等)についての情報交換や、受電側の位置検出等の使用目的で行われる。
When temporary power transmission is started, as shown in FIG. 5 (B), the second coil voltage becomes the primary coil drive voltage required for normal power transmission from the power receiving side requesting normal power transmission to the
その後、制御部22は、伝送条件情報に対応する駆動電圧であり、仮送電時における第1の駆動電圧VF1より大きい駆動電圧である第2の駆動電圧VF2を電源回路18から送電部12に供給するように制御する。そして、送電制御装置20は、電源回路18から送電部12に第2の駆動電圧VF2を供給するように制御することによって、当該第2の駆動電圧VF2で第1のコイルL1を駆動して、図5(C)に示すように、送電装置10から受電装置40への通常送電が開始される。
Thereafter, the
このように、通常送電開始前には、仮送電として情報交換に必要な低ワットの電力を受電装置40に供給し、通常送電を開始してからは、受電装置40に最適な大きさの電力に増大する。この通常送電開始前の仮送電は、送電側と受電側との間の伝送条件情報等の情報通信の他に、送電側と受電側の間で、無接点電力伝送の基本的な設定(規格、コイル、システム、安全機能等)についての情報交換や、受電側の位置検出等の使用目的で行われる。なお、本実施形態では、第1の駆動電圧VF1よりも第2の駆動電圧VF2が大きくなるように制御されているが、第1の駆動電圧VF1よりも第2の駆動電圧VF2が小さくなるように制御したり、第1の駆動電圧VF1と第2の駆動電圧VF2が同一となるように制御してもよい。
As described above, before starting normal power transmission, low wattage power necessary for information exchange as temporary power transmission is supplied to the
また、図4(A)に示すように、送電装置10での電力供給先となる受電装置40(40A、40B、40C)は、その機種によって負荷90(バッテリ94)の負荷値の検出方式が異なる。すなわち、本実施形態では、送電装置10の受信処理部34が受信した受電側フィードバック情報により負荷90の負荷値の検出方式として、第1の負荷値検出方式と、第2の負荷値検出方式がある。第1の負荷値検出方式は、受電側フィードバック情報として受信した受電側の負荷90への出力電圧及び負荷90に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の負荷値を検出する。これに対して、第2の負荷値検出方式は、2次側負荷電圧V2ndが所定の一定値となる場合に、その一定値となる2次側負荷電圧V2ndと、受電側フィードバック情報として受信した受電側の負荷90に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の負荷値を検出する。
As shown in FIG. 4A, the power receiving device 40 (40A, 40B, 40C) that is the power supply destination of the
このように、受電装置40(40A、40B、40C)によって負荷90の負荷値検出方式が異なるため、本実施形態では、送電側の受信処理部34は、受電側フィードバック情報により負荷90の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を受信して、当該情報を記憶部23に書き込む。すなわち、図5(B)に示す送電側と受電側の情報通信の際に、送電側は、受電側から負荷値検出方式情報を受信してから、受電側の負荷値検出方式の各方式に対応した電力伝送を行うことによって、送電側は、受電側の負荷値検出方式に対応した適正なフィードバック制御が実現できるようになる。
Thus, since the load value detection method of the
また、通常送電を開始後には、例えば2次側の接続負荷(負荷90のバッテリ94)が充電式等の場合には、刻々とその負荷の値Xが変化する。このため、1次コイルL1と2次コイルL2の組み合わせのときの負荷90の値である負荷値Xが変化すると、図6ように、その際の電力伝送の効率ηも変化する。なお、ここでは、負荷(負荷値X)は、以下の式(1)に示すように、2次側負荷抵抗R2ndの逆数、すなわち(2次側負荷電圧V2nd÷2次側負荷電流I2nd)の逆数で定義される。
負荷値X=1/R2nd=1/(2次側負荷電圧V2nd÷2次側負荷電流I2nd)・・(1)
Further, after starting normal power transmission, for example, when the secondary connection load (
Load value X = 1 / R 2nd = 1 / (secondary load voltage V 2nd ÷ secondary load current I 2nd ) ... (1)
電力伝送の効率ηが最大となる最大効率ηmaxのときの負荷値Xを最適負荷値Xaとすると、最適負荷Xaは、1次コイルL1と2次コイルL2の組み合わせや駆動周波数で決まる定数である。このため、電力伝送の効率ηを最大効率ηmaxに維持するには、最適負荷値Xaが一定の値となるように維持すること、すなわち、(2次側負荷電圧V2nd÷2次側負荷電流I2nd)の逆数、換言すると2次側負荷電圧V2ndと2次側負荷電流I2ndとの比が一定に維持されるようにすればよいことが分かる。 When the load value X at the maximum efficiency η max at which the power transmission efficiency η is the maximum is the optimum load value Xa, the optimum load Xa is a constant determined by the combination of the primary coil L1 and the secondary coil L2 and the drive frequency. is there. Therefore, in order to maintain the power transmission efficiency η at the maximum efficiency η max , the optimum load value Xa is maintained to be a constant value, that is, (secondary load voltage V 2nd ÷ secondary load). It can be seen that the reciprocal of the current I 2nd ), in other words, the ratio between the secondary side load voltage V 2nd and the secondary side load current I 2nd may be maintained constant.
そこで、本実施形態では、送電側が負荷90の負荷値検出方式として第1の負荷値検出方式を受信した場合には、図7(A)に示すように、送電装置10の通常送電開始後にフィードバック情報(受電側フィードバック情報)として、受電側の負荷90への出力電圧である2次側負荷電圧V2nd及び負荷90に流れる負荷電流である2次側負荷電流I2ndの情報を受信する。そして、送電装置10の伝送パラメータ設定部32は、受電側フィードバック情報(2次側負荷電圧V2nd、2次側負荷電流I2nd)に基づいて、電力伝送の効率が最大となる最適負荷値Xaを得るための伝送パラメータ(送電側伝送パラメータ)を設定して、図7(B)に示すように、1次側から2次側への伝送電力を調整する。また、送電側が負荷90の負荷値の検出方式として第2の負荷値検出方式を受信した場合には、図7(A)に示すように、送電装置10の通常送電開始後にフィードバック情報として、受電側の負荷90に流れる負荷電流である2次側負荷電流I2ndの情報を受信する。そして、送電装置10の伝送パラメータ設定部32は、一定の値となる2次側負荷電圧V2ndと受電側フィードバック情報(2次側負荷電流I2nd)に基づいて、電力伝送の効率が最大となる最適負荷値Xaを得るための伝送パラメータ(送電側伝送パラメータ)を設定して、図7(B)に示すように、1次側から2次側への伝送電力を調整する。
Therefore, in the present embodiment, when the power transmission side receives the first load value detection method as the load value detection method of the
本実施形態では、1次コイルL1の駆動電圧Vin及び駆動周波数finの少なくとも一方を伝送パラメータとして伝送電力を調整している。このように、通常送電開始後に2次側の負荷90が変化しても、伝送パラメータ設定部32が1次コイルL1の駆動電圧Vinを調整することによって伝送電力を調整するので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率ηmaxに維持できるようになる。
In the present embodiment, the transmission power is adjusted using at least one of the driving voltage Vin and the driving frequency fin of the primary coil L1 as a transmission parameter. In this way, even if the
また、本実施形態では、伝送パラメータ設定部32は、受電側フィードバック情報を送電側伝送パラメータに変換処理する変換処理テーブルによって、送電側伝送パラメータを設定している。すなわち、送電制御装置20は、受電側のフィードバック情報を送電制御情報となる伝送パラメータに変換処理するテーブルを保持し、最適負荷という観点で変換処理テーブルを決定することを特徴としている。
Further, in the present embodiment, the transmission
具体的には、受信処理部34は、負荷90の負荷値検出方式として第1の負荷値検出方式を受信した場合には、受電側フィードバック情報として、2次側負荷電圧V2nd及び2次側負荷電流I2ndの情報を受信する。そして、伝送パラメータ設定部32となる変換処理テーブルは、受電側フィードバック情報となる2次側負荷電圧V2nd及び2次側負荷電流I2ndの情報に基づいて、1次コイルL1の駆動電圧Vin及び駆動周波数finの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとして設定して出力する。また、受信処理部34が負荷90の負荷値検出方式として第2の負荷値検出方式を受信した場合には、受電側フィードバック情報として、2次側負荷電流I2ndの情報を受信する。そして、伝送パラメータ設定部32となる変換処理テーブルは、所定の一定値となる2次側負荷電圧V2ndと受電側フィードバック情報となる2次側負荷電流I2ndの情報に基づいて、1次コイルL1の駆動電圧Vin及び駆動周波数finの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとして設定して出力する。このように、変換処理テーブルによって受電側フィードバック情報から送電側伝送パラメータを可変するので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。変換処理テーブルは、1次コイルL1と2次コイルL2と磁性材料の組み合わせによって決まる最適負荷値Xaをベースに決定される。
Specifically, when the first load value detection method is received as the load value detection method of the
なお、伝送パラメータ設定部32の変換処理テーブルは、各受電側フィードバック情報に対応した送電側伝送パラメータを算出するプログラム等のソフトウェアをインストールすることによって、実現されるものとしてもいい。また、当該変換処理テーブルは、LUT(Lookup Table)回路によって各受電側フィードバック情報に対応した送電側伝送パラメータを予め記憶するROM、または当該ROMと同等の機能を実現するロジック回路により構成してもよい。
Note that the conversion processing table of the transmission
次に、本実施形態の伝送パラメータ設定部32となる変換処理テーブルの動作について、図面を用いて説明する。図8(A)、図8(B)は、送電側の受信処理部34が負荷90の負荷値検出方式として、第1の負荷値検出方式を受信した場合の変換処理テーブルの動作、図9(A)、図9(B)は、送電側の受信処理部34が負荷90の負荷値検出方式として、第2の負荷値検出方式を受信した場合の変換処理テーブルの動作について説明する。
Next, the operation of the conversion processing table serving as the transmission
まず、負荷90の負荷値検出方式として、第1の負荷値検出方式情報を送電側が受信して負荷値検出方式が第1の負荷値検出方式で負荷値を検出する場合について説明する。第1の負荷値検出方式では、受電側フィードバック情報として受信した受電側の負荷90への出力電圧及び負荷90に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の負荷値を検出する。このとき、負荷値X(図6に示すXc)が最適負荷値Xaより大きい場合には、負荷Xaのときの2次側負荷電圧V2ndをVa、2次側負荷電流I2ndをIaとし、負荷Xcのときの2次側負荷電圧V2ndをVc、2次側負荷電流I2ndをIcとすると、Va>Vc又はIa<Icの少なくとも何れかが成立する。2次側負荷電圧、2次側負荷電流の比で表わされる負荷は、Xc>Xaなので、負荷値Xc=1/(Vc/Ic)におけるVcとIcとの比を最適負荷値Xa=1/(Va/Ia)におけるVaとIaとの比に近づけるために、伝送パラメータ設定部32の変換処理テーブルは、図8(A)に示すように、Vcを上げる制御、すなわち1次コイルL1の駆動電圧Vinを上げる制御を行う。なお、このとき、最大効率ηmaxとなる最適負荷値Xaに近づけるためには、1次コイルL1の駆動電圧Vin及び駆動周波数finの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとすることができるので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率ηmaxに維持するために、駆動周波数finを下げる制御を行っても良い。
First, as a load value detection method for the
反対に、負荷値X(図6に示すXb)が最適負荷値Xaより小さい場合には、負荷Xaのときの2次側負荷電圧V2ndをVa、2次側負荷電流I2ndをIaとし、負荷Xbのときの2次側負荷電圧V2ndをVb、2次側負荷電流I2ndをIbとすると、Va<Vb又はIa>Ibの少なくとも何れかが成立する。2次側負荷電圧、2次側負荷電流の比で表わされる負荷は、Xb<Xaなので、負荷値Xb=1/(Vb/Ib)におけるVbとIbとの比を最適負荷値Xa=1/(Va/Ia)におけるVaとIaとの比に近づけるために、伝送パラメータ設定部32の変換処理テーブルは、図8(B)に示すように、Vbを下げる制御、すなわち1次コイルL1の駆動電圧Vinを下げる制御を行う。なお、このとき、最大効率ηmaxとなる最適負荷値Xaに近づけるためには、1次コイルL1の駆動電圧Vin及び駆動周波数finの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとすることができるので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率ηmaxに維持するために、駆動周波数finを上げる制御を行っても良い。
On the other hand, when the load value X (Xb shown in FIG. 6) is smaller than the optimum load value Xa, the secondary load voltage V 2nd at the load Xa is Va, and the secondary load current I 2nd is Ia. When the secondary load voltage V 2nd at the load Xb is Vb and the secondary load current I 2nd is Ib, at least one of Va <Vb or Ia> Ib is established. Since the load expressed by the ratio of the secondary side load voltage and the secondary side load current is Xb <Xa, the ratio of Vb and Ib at the load value Xb = 1 / (Vb / Ib) is set to the optimum load value Xa = 1 / In order to approach the ratio of Va and Ia at (Va / Ia), the conversion processing table of the transmission
これに対して、負荷90の負荷値検出方式として、第2の負荷値検出方式情報を送電側が受信して負荷値検出方式が第2の負荷値検出方式で負荷値を検出する場合では、給電制御部48から負荷90への出力電圧は受電装置40の機種によって定まる所定の一定値となる。このため、当該所定の一定値となる負荷90への出力電圧の情報と、受電側フィードバック情報として受信した受電側の負荷90に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の負荷値を検出する。
On the other hand, as the load value detection method of the
このとき、負荷値X(図6に示すXc)が最適負荷値Xaより大きい場合には、負荷値Xの値の大きさに関わらず、2次側負荷電圧V2ndは所定の一定値Vcon(本実施形態では例えば4.0Vとする。)となる。これに対して、負荷Xaのときの2次側負荷電流I2ndをIaとし、負荷Xcのときの2次側負荷電流I2ndをIcとすると、2次側負荷電圧V2ndが所定の一定値Vconとなることより、Ia<Icが成立する。第2の負荷値検出方式では、2次側負荷電圧V2ndは所定の一定値Vconとなるので、受電側から受信した負荷電流情報がIcのときの最適なVinは、伝送パラメータ設定部32に予め記憶された変換処理テーブルから判断されて、最適なVinを送電パラメータとして1次側から2次側への電力伝送の制御を変更する。このようにして、伝送パラメータ設定部32の変換処理テーブルは、図9(A)に示すように、出力電流Icを上げる制御、すなわち1次コイルL1の駆動電圧Vinを上げる制御を行う。なお、このとき、最大効率ηmaxとなる最適負荷値Xaに近づけるためには、1次コイルL1の駆動電圧Vin及び駆動周波数finの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとすることができるので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率ηmaxに維持するために、駆動周波数finを下げる制御を行っても良い。また、伝送パラメータ設定部32には、予め複数の変換処理テーブルが記憶され、これらの変換処理テーブルの中から、所望の変換処理テーブルを選択するようにしてもよい。
At this time, when the load value X (Xc shown in FIG. 6) is larger than the optimum load value Xa, the secondary side load voltage V 2nd is set to a predetermined constant value Vcon (regardless of the magnitude of the load value X. In this embodiment, it is 4.0 V, for example). In contrast, the secondary load current I 2nd when the load Xa and Ia, the secondary-side load current I 2nd when the load Xc and Ic, secondary load voltage V 2nd are predetermined constant value Since Vcon, Ia <Ic is established. In the second load value detection method, since the secondary side load voltage V 2nd is a predetermined constant value Vcon, the optimum Vin when the load current information received from the power receiving side is Ic is sent to the transmission
反対に、負荷値X(図6に示すXb)が最適負荷値Xaより小さい場合には、負荷Xaの2次側負荷電流I2ndをIaとし、負荷Xbのときの2次側負荷電流I2ndをIbとすると、2次側負荷電圧V2ndが所定の一定値Vconとなることより、Ia>Ibが成立する。第2の負荷値検出方式では、2次側負荷電圧V2ndは所定の一定値Vconとなるので、受電側から受信した負荷電流情報がIbのときの最適なVinは、伝送パラメータ設定部32に予め記憶された変換処理テーブルから判断されて、最適なVinを送電パラメータとして1次側から2次側への電力伝送の制御を変更する。このようにして、伝送パラメータ設定部32の変換処理テーブルは、図9(B)に示すように、出力電流Ibを下げる制御、すなわち1次コイルL1の駆動電圧Vinを下げる制御を行う。なお、このとき、最大効率ηmaxとなる最適負荷値Xaに近づけるためには、1次コイルL1の駆動電圧Vin及び駆動周波数finの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとすることができるので、1次側から2次側への電力伝送を最大効率ηmaxに維持するために、駆動周波数finを上げる制御を行っても良い。
Conversely, when the load value X (Xb shown in FIG. 6) is smaller than the optimum load value Xa is a secondary load current I 2nd load Xa and Ia, the secondary load current I 2nd when the load Xb Is Ib, the secondary load voltage V 2nd becomes a predetermined constant value Vcon, so that Ia> Ib is established. In the second load value detection method, since the secondary side load voltage V 2nd is a predetermined constant value Vcon, the optimum Vin when the load current information received from the power receiving side is Ib is sent to the transmission
このように、本実施形態では、伝送パラメータ設定部32は、受電側フィードバック情報となる2次側負荷電圧V2nd、2次側負荷電流I2ndに基づいて求められた受電装置40の負荷値Xが、最適負荷値Xaに近づくように、送電側伝送パラメータを設定して、伝送電力を調整している。すなわち、送電装置10を制御する送電制御装置20は、送電側が受信した受電側のフィードバック情報に基づいて、受電側の負荷値Xが受電側への電力伝送を最大効率ηmaxとする最適負荷値Xaになるように送電制御を行う。
As described above, in the present embodiment, the transmission
また、本実施形態では、2次側負荷電圧V2nd、2次側負荷電流I2ndと言った受電側のフィードバック情報の変化に対応した適正な電力伝送をして、1次側から2次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。このため、2次側の接続負荷が充電式のバッテリ94等の場合に、2次側接続負荷の大きさが刻々と変化する場合でも、受電側からのフィードバック情報に基づいて1次側からの駆動電圧Vinや駆動周波数finを制御することによって、当該変化に対応して負荷Xを最適負荷値Xaとなるように調整できる。それによって、本実施形態の無接点電力伝送システムでは、2次側に送電中に2次側の負荷90が時間と共に変動しても、当該変動に対応して、1次側から2次側へ電力を伝送する際の伝送効率を常に最大効率ηmaxに維持できるようになる。
In this embodiment, the secondary side load voltage V 2nd , the secondary side load current I 2nd, and the proper power transmission corresponding to the change in the feedback information on the power receiving side, such as the secondary side load voltage I 2nd, is performed. It is possible to maintain power transmission to the maximum efficiency. For this reason, even if the secondary side connection load changes momentarily when the secondary side connection load is a
以上説明した本実施形態の無接点電力伝送システムでは、送電装置10の通常送電開始後に、受信処理部34が受電側フィードバック情報を受信して、伝送パラメータ設定部32が当該フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータを設定しているが、通常送電開始前に、受信処理部34が受電側フィードバック情報を受信してもよい。すなわち、送電側の受信処理部34が通常送電開始前に受電側フィードバック情報を受信し、伝送パラメータ設定部32が通常送電開始前の受電側フィードバック情報に基づいて、通常送電開始後の送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。
In the non-contact power transmission system of the present embodiment described above, after the normal power transmission of the
この他の実施形態では、送電側から受電側への通常送電開始前の段階で、まず、図10(A)に示すように、受電側の電力量の大きさに関係なく、まず電源回路18が初期駆動電圧となる第1の駆動電圧VF1を送電部12に供給するように、送電制御装置20の制御部22を制御して仮送電が行われる。そして、1次コイルL1と2次コイルL2の位置関係の判定等が行われる。
In this other embodiment, at the stage before the start of normal power transmission from the power transmission side to the power reception side, first, as shown in FIG. 10A, first, the
仮送電が開始されると、図10(B)に示すように、通常送電をする際に必要とされる1次コイルの駆動電圧となる第2の駆動電圧VF2等の伝送条件情報を始めとする各種情報が受電側から送電側に送信される。その際に、当該他の実施形態では、負荷値検出方式情報とフィードバック情報が受電側から送電側に送信される。送電側は、当該伝送条件情報等を受信すると、当該受信した旨の情報を当該伝送条件情報の送信元となる受電装置40に送信する。そして、受電装置40が送電装置10にスタートフレームを送信する。このように、通常送電開始前の仮送電は、送電側と受電側との間の伝送条件情報等の情報通信の他に、送電側と受電側の間で、無接点電力伝送の基本的な設定(規格、コイル、システム、安全機能等)についての情報交換や、受電側の位置検出等の使用目的で行われる。
When temporary power transmission is started, as shown in FIG. 10 (B), transmission condition information such as the second drive voltage VF2 that is the drive voltage of the primary coil that is required for normal power transmission is started. Various information to be transmitted is transmitted from the power receiving side to the power transmitting side. At that time, in the other embodiment, the load value detection method information and the feedback information are transmitted from the power receiving side to the power transmitting side. When the power transmission side receives the transmission condition information and the like, the power transmission side transmits information indicating the reception to the
その後、制御部22は、伝送条件情報に対応する駆動電圧であり、仮送電時における第1の駆動電圧VF1より大きい駆動電圧である第2の駆動電圧VF2を電源回路18から送電部12に供給するように制御する。そして、送電制御装置20は、電源回路18から送電部12に第2の駆動電圧VF2を供給するように制御することによって、当該第2の駆動電圧VF2で第1のコイルL1を駆動して、図10(C)に示すように、送電装置10から受電装置40への通常送電が開始される。なお、このとき、通常送電開始直後における送電電力量を最適化できるようにするために、受電制御装置50の負荷情報検出部54は、通常送電開始前における負荷90のバッテリ94の状態等の負荷状況を負荷情報として検出し、送信処理部65が当該負荷情報を受電側フィードバック情報として送電装置10に送信することとしてもよい。
Thereafter, the
このように、送電装置10の通常送電開始前に受信処理部34で受電側フィードバック情報を受信し、通常送電開始前の受電側フィードバック情報に基づいて、伝送パラメータ設定部32が通常送電開始後の送電側伝送パラメータを設定することによって、通常送電開始後に受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。
As described above, the
4.詳細な構成例
図11に本実施形態の詳細な構成例を示す。図11に示す構成例では、受電側フィードバック情報により受電側の負荷90の負荷値の検出方式として、第1の負荷値検出方式が採用される場合の無接点電力伝送システムについて説明している。なお、以下では、図2で説明した構成要素については同符号を付し、適宜、その説明については省略する。
4). Detailed Configuration Example FIG. 11 shows a detailed configuration example of the present embodiment. In the configuration example illustrated in FIG. 11, the non-contact power transmission system when the first load value detection method is adopted as the load value detection method of the
波形モニタ回路14(整流回路)は、1次コイルL1のコイル端信号CSGに基づいて、波形モニタ用の誘起電圧信号PHINを生成する。例えば1次コイルL1の誘起電圧信号であるコイル端信号CSGは、送電制御装置20のICの最大定格電圧を超えてしまったり、負の電圧になったりする。波形モニタ回路14は、このようなコイル端信号CSGを受け、送電制御装置20の負荷状態検出回路30により波形検出が可能な信号である波形モニタ用の誘起電圧信号PHINを生成して、送電制御装置20の例えば波形モニタ用端子に出力する。表示部16は、無接点電力伝送システムの各種状態(電力伝送中、ID認証等)を、色や画像などを用いて表示する。
The waveform monitor circuit 14 (rectifier circuit) generates an induced voltage signal PHIN for waveform monitoring based on the coil end signal CSG of the primary coil L1. For example, the coil end signal CSG which is an induced voltage signal of the primary coil L1 exceeds the maximum rated voltage of the IC of the power
発振回路24は1次側のクロックを生成する。駆動クロック生成回路25は、駆動周波数を規定する駆動クロックを生成する。ドライバ制御回路26は、駆動クロック生成回路25からの駆動クロックや制御部22からの周波数設定信号などに基づいて、所望の周波数の制御信号を生成し、送電部12の第1、第2の送電ドライバに出力して、第1、第2の送電ドライバを制御する。
The
負荷状態検出回路30は、誘起電圧信号PHINを波形整形し、波形整形信号を生成する。例えば信号PHINが所与のしきい値電圧を超えた場合にアクティブ(例えばHレベル)になる方形波(矩形波)の波形整形信号(パルス信号)を生成する。そして負荷状態検出回路30は、波形整形信号と駆動クロックに基づいて、波形整形信号のパルス幅情報(パルス幅期間)を検出する。具体的には、波形整形信号と、駆動クロック生成回路25からの駆動クロックを受け、波形整形信号のパルス幅情報を検出することで、誘起電圧信号PHINのパルス幅情報を検出する。
The load
なお、負荷状態検出回路30としては、パルス幅検出手法(位相検出手法)には限定されず、電流検出手法やピーク電圧検出手法などの種々の手法を採用できる。
The load
制御部22(送電制御装置)は、負荷状態検出回路30での検出結果に基づいて、受電側(2次側)の負荷状態(負荷変動、負荷の高低)を判断する。例えば、制御部22は、負荷状態検出回路30(パルス幅検出回路)で検出されたパルス幅情報に基づいて、受電側の負荷状態を判断し、例えば、データ(負荷)検出、異物(金属)検出、取り去り(着脱)検出などを行う。即ち、誘起電圧信号のパルス幅情報であるパルス幅期間は、受電側の負荷状態の変化に応じて変化する。制御部22は、このパルス幅期間(パルス幅期間の計測により得られたカウント値)に基づいて受電側の負荷変動を検知できる。
The control unit 22 (power transmission control device) determines the load state (load fluctuation, load level) on the power receiving side (secondary side) based on the detection result in the load
受電部42は、2次コイルL2の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は、受電部42が有する整流回路43により行われる。
The
負荷変調部46は、負荷変調処理を行う。具体的には、受電装置40から送電装置10に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部46(2次側)での負荷を可変に変化させて、1次コイルL1の誘起電圧の信号波形を変化させる。このために、負荷変調部46は、ノードNB3、NB4の間に直列に設けられた抵抗RB3、トランジスタTB3(N型のCMOSトランジスタ)を含む。このトランジスタTB3は、受電制御装置50の制御部52からの信号P3Qによりオン・オフ制御される。そして、トランジスタTB3をオン・オフ制御して負荷変調を行う際には、給電制御部48のトランジスタTB2はオフにされ、負荷90が受電装置40に電気的に接続されない状態になる。
The
負荷情報検出回路(電圧/電流検出回路)47は、例えばA/Dコンバータ等から構成され、負荷90への出力電圧(2次側負荷電圧)を検出する電圧検出回路47vと、受電装置40から負荷90に流れる負荷電流(2次側負荷電流)を検出する電流検出回路47aとを含む。電圧検出回路47v、電流検出回路47aで検出された電圧情報、電流情報は、それぞれ受電制御装置50の負荷情報検出部54を介して制御部52に送信される。このように、負荷情報検出回路(電圧/電流検出回路)47は、負荷90への出力電圧及び負荷90に流れる負荷電流の情報を検出して、かかる検出信号を受電制御装置50の制御部52に送信する。そして、制御部52は、負荷変調部46のトランジスタTB3をオン・オフ制御して負荷変調を行うことによって、これらの情報を受電側フィードバック情報として送電装置10に送信する。このようにして、本実施形態では、負荷情報検出回路47で検出された受電側フィードバック情報に基づいて、1次コイルL1と2次コイルL2の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを送電制御装置20に設定する。
The load information detection circuit (voltage / current detection circuit) 47 is composed of, for example, an A / D converter or the like, and includes a voltage detection circuit 47v that detects an output voltage (secondary load voltage) to the
給電制御部48は負荷90への電力の給電を制御する。レギュレータ49は、整流回路43での変換で得られた直流電圧VDCの電圧レベルを調整して、電源電圧VD5(例えば5V)を生成する。受電制御装置50は、例えばこの電源電圧VD5が供給されて動作する。
The power
トランジスタTB2(P型のCMOSトランジスタ、給電トランジスタ)は、受電制御装置50の制御部52からの信号P1Qにより制御される。具体的には、トランジスタTB2は、ネゴシエーション処理やセットアップ処理の間はオフになり、通常送電開始後はオンになる。
The transistor TB2 (P-type CMOS transistor, power supply transistor) is controlled by a signal P1Q from the
位置検出回路56は、1次コイルL1と2次コイルL2の位置関係が適正であるかを判断する。発振回路58は、2次側のクロックを生成する。周波数検出回路60は、信号CCMPIの周波数(f1、f2)を検出する。満充電検出回路62は、負荷90のバッテリ94(2次電池)が、満充電状態(充電状態)になったか否かを検出する。
The
負荷90は、バッテリ94の充電制御等を行う充電制御装置92を含むことができる。この充電制御装置92(充電制御IC)は、集積回路装置などにより実現できる。なお、スマートバッテリのように、バッテリ94自体に充電制御装置92の機能を持たせてもよい。
The
次に、本実施形態の詳細な構成例として、受電側フィードバック情報により受電側の負荷90の負荷値の検出方式として、第2の負荷値検出方式が採用される場合の無接点電力伝送システムについて図12を用いて説明する。なお、以下では、図2で説明した構成要素については同符号を付し、適宜、その説明については省略する。
Next, as a detailed configuration example of the present embodiment, a non-contact power transmission system when the second load value detection method is adopted as the load value detection method of the
受電側の負荷90の負荷値検出方式として、第2の負荷値検出方式が採用される場合では、第1の負荷値検出方式の受電装置40とは、負荷情報検出回路47の構成及び設置場所が異なる。すなわち、第1の負荷値検出方式を採用する受電装置40では、図11に示すように、負荷情報検出回路47が負荷変調部46と給電制御部48との間に設けられているが、第2の負荷値検出方式を採用する受電装置40では、図12に示すように、負荷情報検出回路47が給電制御部48と負荷90との間に設けられている。このため、給電制御装置48のレギュレータ49を経てから出力される給電制御装置48の出力電圧は、所定の一定値となるので、第2の負荷値検出方式を採用する受電装置40は、負荷情報検出回路47には、受電装置40から負荷90に流れる負荷電流(2次側負荷電流)を検出する電流検出回路47aのみを含む構成となっている。
When the second load value detection method is adopted as the load value detection method of the
第2の負荷値検出方式を採用する受電装置40では、電流検出回路47aで検出された電流情報が受電制御装置50の負荷情報検出部54を介して制御部52に送信される。このように、負荷情報検出回路47は、負荷90に流れる負荷電流の情報を検出して、かかる検出信号を受電制御装置50の制御部52に送信する。そして、制御部52は、負荷変調部46のトランジスタTB3をオン・オフ制御して負荷変調を行うことによって、負荷電流の情報を受電側フィードバック情報として送電装置10に送信する。このようにして、本実施形態では、負荷情報検出回路47で検出された受電側フィードバック情報に基づいて、1次コイルL1と2次コイルL2の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを送電制御装置20に設定する。
In the
前述した図11及び図12では、送電側から受電側へのデータ通信は周波数変調により実現し、受電側から送電側へのデータ通信は、負荷変調により実現している。 11 and 12 described above, data communication from the power transmission side to the power reception side is realized by frequency modulation, and data communication from the power reception side to the power transmission side is realized by load modulation.
具体的には、図13(A)に示すように、送電部12は、例えばデータ「1」を受電側に対して送信する場合には、周波数f1の交流電圧を生成し、データ「0」を送信する場合には、周波数f2の交流電圧を生成する。そして、受電側の周波数検出回路60が、この周波数の変化を検出することで、データ「1」、「0」を判別する。これにより、送電側から受電側への周波数変調によるデータ通信が実現される。
Specifically, as illustrated in FIG. 13A, for example, when the data “1” is transmitted to the power receiving side, the
一方、受電側の負荷変調部46は、送信するデータに応じて受電側の負荷を可変に変化させて、図13(B)に示すように、1次コイルL1の誘起電圧の信号波形を変化させる。例えばデータ「1」を送電側に対して送信する場合には、受電側を高負荷状態にし、データ「0」を送信する場合には、受電側を低負荷状態にする。そして、送電側の負荷状態検出回路30が、この受電側の負荷状態の変化を検出することで、データ「1」、「0」を判別する。これにより、受電側から送電側への負荷変調によるデータ通信が実現される。
On the other hand, the power receiving side
なお図13(A)、図13(B)では、送電側から受電側へのデータ通信を周波数変調により実現し、受電側から送電側へのデータ通信を負荷変調により実現しているが、これ以外の変調方式や他の方式を採用してもよい。 In FIGS. 13A and 13B, data communication from the power transmission side to the power reception side is realized by frequency modulation, and data communication from the power reception side to the power transmission side is realized by load modulation. Other modulation schemes or other schemes may be employed.
5.送電側及び受電側の動作の詳細
次に、送電側と受電側の動作の詳細について図14のフローチャートを用いて説明する。図14は、左列が送電側処理フローであり、右列が受電側処理フローである。
5). Details of Operations on Power Transmission Side and Power Reception Side Next, details of operations on the power transmission side and the power reception side will be described using the flowchart of FIG. In FIG. 14, the left column is a power transmission side processing flow, and the right column is a power reception side processing flow.
送電側は、電源投入されてパワーオンすると、所定時間のウェイト後(ステップS201)、通常送電開始前の仮送電を行う(ステップS202)。この仮送電は、着地検出、位置検出等のための一時的な電力伝送である。即ち、電子機器が充電器に対して置かれたか否か、置かれた場合には適正な位置に置かれたか否かを検出するための電力伝送を行う。 When the power is turned on and powered on, the power transmission side waits for a predetermined time (step S201), and then performs temporary power transmission before starting normal power transmission (step S202). This temporary power transmission is temporary power transmission for landing detection, position detection, and the like. That is, power transmission is performed to detect whether or not the electronic device is placed on the charger and, if so, whether or not the electronic device is placed at an appropriate position.
送電側からの仮送電により、受電側が停止状態(ステップS221)からパワーオンして(ステップS222)、受電制御装置50がパワーオンリセットされる。すると、受電制御装置50は、信号P1QをHレベルに設定し、これにより給電制御部48のトランジスタTB2(給電トランジスタ)がオフになり(ステップS223)、負荷90との間の電気的な接続が遮断される。
Due to temporary power transmission from the power transmission side, the power reception side is powered on from the stopped state (step S221) (step S222), and the power
次に受電側は、1次コイルL1と2次コイルL2の位置関係(位置レベル)の判断等を行った後、ID認証フレームを作成して送電側に送信する(ステップS224)。なお、本実施形態では、ステップS224において、受電側から負荷値検出方式情報が送信側に送信される。 Next, after determining the positional relationship (position level) between the primary coil L1 and the secondary coil L2, the power receiving side creates an ID authentication frame and transmits it to the power transmitting side (step S224). In the present embodiment, in step S224, the load value detection method information is transmitted from the power receiving side to the transmitting side.
送電側は、ID認証フレームを受信すると(ステップS204)、ID認証フレームに基づいて受電側の認証処理を行って認証が成立したか否かの判定をする(ステップS205)。また受信した負荷値検出方式情報に基づいて、例えば図8(A)と図8(B)の変換処理テーブルのいずれを使用するかを切り替える。 When the power transmission side receives the ID authentication frame (step S204), the power transmission side performs authentication processing on the power reception side based on the ID authentication frame to determine whether or not the authentication has been established (step S205). Further, based on the received load value detection method information, for example, which of the conversion processing tables in FIG. 8A and FIG. 8B is used is switched.
ステップS205で認証が成立しなかった場合には、送電を停止してステップS201に戻る。一方、認証が成立した場合には、ID認証フレームの応答フレームを受電側に送信する(ステップS206)。 If authentication is not established in step S205, power transmission is stopped and the process returns to step S201. On the other hand, if authentication is established, a response frame of the ID authentication frame is transmitted to the power receiving side (step S206).
受電側は、送電側から応答フレームを受信すると(ステップS225)、送電側から受信した応答フレームに基づいて送電側の認証処理を行って認証が成立したか否かの判定をする(ステップS226)。ステップS226で認証が成立すると、スタートフレームを送電側に送信する(ステップS227)。一方、認証が成立しなかった場合には、スタートフレームが送電側に送信されない結果、送電側がタイムアウトになって送電を停止し、これにより受電側は停止状態になる(ステップS221)。 When the power receiving side receives the response frame from the power transmission side (step S225), the power receiving side performs an authentication process on the power transmission side based on the response frame received from the power transmission side to determine whether or not the authentication is established (step S226). . When authentication is established in step S226, a start frame is transmitted to the power transmission side (step S227). On the other hand, if the authentication is not established, the start frame is not transmitted to the power transmission side. As a result, the power transmission side times out and power transmission is stopped, whereby the power reception side is stopped (step S221).
その後、送電側は、スタートフレームを受信すると(ステップS207)、定期認証をオンにして(ステップS208)、通常送電(本格送電)を開始する(ステップS209)。なお、本実施形態では、送電側は、通常送電開始前に負荷値検出方式情報を受信して、当該負荷値検出方式情報を記憶部23に書き込む。従って、受電側の負荷値検出方式に対応した適正なフィードバック制御を実現できる。
Thereafter, when the power transmission side receives the start frame (step S207), it turns on periodic authentication (step S208) and starts normal power transmission (full-scale power transmission) (step S209). In the present embodiment, the power transmission side receives the load value detection method information before starting normal power transmission and writes the load value detection method information in the
受電側は、送電側が通常送電が開始すると受電を開始して、トランジスタTB2をオンにして、負荷90に対する給電を行う(ステップS228)。これにより、例えばバッテリ94の充電が行われる。また、受電側は、通常送電の開始後、定期認証をオンにする(ステップS229)。そして、定期認証期間か否かを判断し(ステップS230)、定期認証期間である場合には、定期的な負荷変調を行って、定期認証データとしてフィードバック情報を送電側に送信する(ステップS231)。具体的には、図10の負荷変調部46のトランジスタTB3を、定期認証期間において、所定のパターンでオン・オフすることで、フィードバック情報を送信する。本実施形態では、送電側は、このフィードバック情報に基づいて、電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定し、この送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う。このため、受電側の負荷が変動しても、受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。
When the power transmission side starts normal power transmission, the power receiving side starts receiving power, turns on the transistor TB2, and supplies power to the load 90 (step S228). Thereby, for example, the
受電側は、フィードバック情報を送電側に送信した後に、バッテリ94が満充電になったか否かを判断し(ステップS232)、満充電が検出された場合には、トランジスタTB2をオフにして、負荷90への給電を停止する(ステップS233)。また、定期認証もオフにする(ステップS234)。そして、満充電の検出を知らせる満充電検出コマンド(セーブフレーム)を送電側に送信する(ステップS235)。
After receiving the feedback information to the power transmission side, the power receiving side determines whether or not the
一方、送電側は、通常送電を開始した後に定期認証が成立したか否かを判断する(ステップS210)。そして、定期認証が成立しなかった場合には、送電を停止して、ステップS201に戻る。一方、送電側は、ステップS210で定期認証の成立を検出すると、取り去り検出、異物検出を行い(ステップS212、S213)、取り去りや異物が検出されると、送電を停止して、ステップS201に戻る。 On the other hand, the power transmission side determines whether periodic authentication has been established after starting normal power transmission (step S210). And when regular authentication is not materialized, power transmission is stopped and it returns to Step S201. On the other hand, if the power transmission side detects the establishment of periodic authentication in step S210, the power transmission side performs removal detection and foreign object detection (steps S212 and S213). .
次に、送電側は、受電側からの満充電検出コマンド(セーブフレーム)を受信したか否かを判断する(ステップS213)。そして、満充電検出コマンドを受信した場合には、定期認証をオフにし(ステップS214)、送電を停止して、ステップS201に戻る。 Next, the power transmission side determines whether or not a full charge detection command (save frame) is received from the power reception side (step S213). When the full charge detection command is received, the periodic authentication is turned off (step S214), the power transmission is stopped, and the process returns to step S201.
6.定期認証
次に定期認証について説明する。定期認証は、通常送電期間の各定期認証期間において、受電側の負荷を間欠的に変動させ、その間欠的な負荷変動を送電側において検出することで、いわゆる異物による乗っ取り状態を検出するものである。
6). Periodic authentication Next, periodic authentication will be described. Periodic authentication is to detect a so-called foreign object hijacking state by intermittently changing the load on the power receiving side and detecting the intermittent load fluctuation on the power transmission side in each periodic authentication period of the normal power transmission period. is there.
即ち、ネゴシエーション処理やセットアップ処理が完了して通常送電(本格送電)が開始した後、1次コイルL1と2次コイルL2の間に、例えば大面積の金属異物が挿入される場合がある。小中程度の面積の金属異物は、1次コイルL1の誘起電圧信号をモニタすることで検出できる。しかしながら、大面積の金属異物が挿入されると、その金属異物は、送電側にとって本負荷と同じ負荷のように見えてしまう。従って、ネゴシエーション処理等が完了していることからも、送電側は、その金属異物を負荷と見なして、送電を続行し、送電側からの送電エネルギーがその金属異物において消費され続けてしまう。これにより、金属異物が高温度になってしまうなどの問題が生じる。このように、大面積の金属の異物等が本来の受電側の機器に取って代わってしまい、その異物に電力が送電され続ける現象を、本実施形態では「乗っ取り状態」と呼ぶこととする。 That is, for example, a large-sized metal foreign object may be inserted between the primary coil L1 and the secondary coil L2 after the negotiation process and the setup process are completed and normal power transmission (full-scale power transmission) is started. Metal foreign matter having a small to medium area can be detected by monitoring the induced voltage signal of the primary coil L1. However, when a large-sized metal foreign object is inserted, the metal foreign object appears to the power transmission side as the same load as the main load. Therefore, even when the negotiation process and the like are completed, the power transmission side regards the metal foreign object as a load, continues power transmission, and power transmission energy from the power transmission side continues to be consumed by the metal foreign object. As a result, a problem arises in that the metal foreign matter becomes a high temperature. In this embodiment, a phenomenon in which a large-sized metal foreign object or the like replaces the original power-receiving device and power is continuously transmitted to the foreign object is referred to as a “takeover state” in this embodiment.
このような乗っ取り状態を検出するために、図15では、定期認証期間TAにおいて受電側の負荷を間欠的に変動させる。具体的には負荷変調信号P3Qを間欠的に変化させて、負荷変調部46のトランジスタTB3を間欠的にオン・オフさせる。そしてトランジスタTB3がオンになると受電側が相対的に高負荷(インピーダンス小)になり、トランジスタTB3がオフになると受電側が相対的に低負荷(高インピーダンス大)になる。送電側の負荷状態検出回路30は、この受電側の間欠的な負荷変動を検出する。例えば、コイル端信号のパルス幅期間の変化を検出することで、受電側の負荷変動を検出する。
In order to detect such a hijacking state, in FIG. 15, the load on the power receiving side is intermittently changed in the periodic authentication period TA. Specifically, the load modulation signal P3Q is intermittently changed to turn on / off the transistor TB3 of the
そして本実施形態では、この定期認証期間において、受電側から送電側に、伝送パラメータを設定するためのフィードバック情報を送信している。すなわち、受信処理部34は、通常送電開始後の定期認証期間に受電側フィードバック情報を受信し、伝送パラメータ設定部32は、受電側フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータを設定している。
In this embodiment, feedback information for setting transmission parameters is transmitted from the power reception side to the power transmission side during the periodic authentication period. That is, the
このようにすれば、通常送電開始後に負荷90のバッテリ94の負荷値が放電/充電の際に刻々と変化する場合でも、定期認証期間TAにおける負荷変動による信号送信を利用して、受電側から送電側にフィードバック情報を送信することができる。このため、送電装置10は、受電側から受信した受電側フィードバック情報に基づいて、電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定できる。そして、送電装置10は、当該送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行って、最大効率を維持した適正な電力伝送ができるようになる。
In this way, even when the load value of the
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成・動作や、しきい値情報を用いた負荷状態の判定手法、システム情報の照合手法、ネゴシーエーション・セットアップ・コマンド処理の手法、負荷状態の検出手法等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, a term described together with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term anywhere in the specification or the drawings. All combinations of the present embodiment and the modified examples are also included in the scope of the present invention. Also, power transmission control device, power transmission device, power reception control device, configuration and operation of power reception device, load state determination method using threshold information, system information verification method, negotiation setup command processing method, The load state detection method and the like are not limited to those described in this embodiment, and various modifications can be made.
L1 1次コイル、L2 2次コイル、f1 第1の周波数、f2 第2の周波数、
VF 駆動電圧、VF1 第1の駆動電圧、VF2 第2の駆動電圧
10 送電装置、12 送電部、14 波形モニタ回路、18 電源回路、
20 送電制御装置、22 制御部(送電側)、23 記憶部、24 発振回路、
25 駆動クロック生成回路、26 ドライバ制御回路、30 負荷状態検出回路、
31 送電制御部、32 伝送パラメータ設定部、33 送信処理部、
34 受信処理部、40 受電装置、42 受電部、43 整流回路、
46 負荷変調部、47 負荷情報検出回路、48 給電制御部、
50 受電制御装置、52 制御部(受電側)、53 記憶部、54 負荷情報検出部、
56 位置検出回路、58 発振回路、59 検出回路、60 周波数検出回路、
62 満充電検出回路、64 受信処理部、65 送信処理部、66 受電制御部、
90 負荷、92 充電制御装置、94 バッテリ
L1 primary coil, L2 secondary coil, f1 first frequency, f2 second frequency,
VF drive voltage, VF1 first drive voltage, VF2
20 power transmission control device, 22 control unit (power transmission side), 23 storage unit, 24 oscillation circuit,
25 drive clock generation circuit, 26 driver control circuit, 30 load state detection circuit,
31 transmission control unit, 32 transmission parameter setting unit, 33 transmission processing unit,
34 reception processing unit, 40 power receiving device, 42 power receiving unit, 43 rectifier circuit,
46 load modulation unit, 47 load information detection circuit, 48 power supply control unit,
50 power reception control device, 52 control unit (power reception side), 53 storage unit, 54 load information detection unit,
56 position detection circuit, 58 oscillation circuit, 59 detection circuit, 60 frequency detection circuit,
62 full charge detection circuit, 64 reception processing unit, 65 transmission processing unit, 66 power reception control unit,
90 load, 92 charge control device, 94 battery
Claims (24)
前記送電制御装置を制御する制御部を含み、
前記制御部は、
前記受電装置から受電側フィードバック情報を受信する受信処理部と、
前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記1次コイルと前記2次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定する伝送パラメータ設定部と、
前記送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う送電制御部と、
を含むことを特徴とする送電制御装置。 The primary coil and the secondary coil are electromagnetically coupled to transmit power from the power transmission device to the power reception device, and control the power transmission device of the non-contact power transmission system that supplies power to the load of the power reception device A power transmission control device,
A control unit for controlling the power transmission control device;
The controller is
A reception processing unit that receives power-receiving-side feedback information from the power receiving device;
A transmission parameter setting unit for setting a power transmission side transmission parameter for obtaining an optimum load value that maximizes the efficiency of power transmission in the combination of the primary coil and the secondary coil, based on the power receiving side feedback information;
A power transmission control unit that performs power transmission control based on the power transmission side transmission parameter;
A power transmission control device comprising:
前記伝送パラメータ設定部は、
前記受電側フィードバック情報により求まる前記受電装置の前記負荷の負荷値が前記最適負荷値に近づくように、前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。 In claim 1,
The transmission parameter setting unit
The power transmission control device, wherein the power transmission side transmission parameter is set so that a load value of the load of the power receiving device obtained from the power receiving side feedback information approaches the optimum load value.
前記伝送パラメータ設定部は、
前記送電側伝送パラメータとして前記1次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を設定することを特徴とする送電制御装置。 In claim 1 or 2,
The transmission parameter setting unit
At least one of the drive voltage and drive frequency of the primary coil is set as the power transmission side transmission parameter.
前記受信処理部は、
前記送電装置の通常送電開始後に前記受電側フィードバック情報を受信し、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The reception processing unit
Receiving the power receiving side feedback information after starting normal power transmission of the power transmission device;
The transmission parameter setting unit
The power transmission control device, wherein the power transmission side transmission parameter is set based on the power reception side feedback information.
前記受信処理部は、
通常送電開始後の定期認証期間に前記受電側フィードバック情報を受信し、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。 In claim 4,
The reception processing unit
The power receiving side feedback information is received in the periodic authentication period after the start of normal power transmission,
The transmission parameter setting unit
The power transmission control device, wherein the power transmission side transmission parameter is set based on the power reception side feedback information.
前記受信処理部は、
前記送電装置の通常送電開始前に前記受電側フィードバック情報を受信し、
前記伝送パラメータ設定部は、
通常送電開始前の前記受電側フィードバック情報に基づいて、通常送電開始後の前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The reception processing unit
Receiving the power receiving side feedback information before starting normal power transmission of the power transmission device,
The transmission parameter setting unit
A power transmission control device that sets the power transmission side transmission parameter after the start of normal power transmission based on the power receiving side feedback information before the start of normal power transmission.
前記受信処理部は、
前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧の情報及び前記負荷に流れる負荷電流の情報のうちの少なくとも1つの情報を受信することを特徴とする送電制御装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6.
The reception processing unit
The power transmission control device, wherein at least one of information on output voltage to the load on the power receiving side and information on load current flowing in the load is received as the power receiving side feedback information.
前記伝送パラメータ設定部は、
前記受電側フィードバック情報に基づき求められた前記負荷の負荷値が、前記最適負荷値に近づくように、前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。 In claim 7,
The transmission parameter setting unit
The power transmission control device, wherein the power transmission side transmission parameter is set so that a load value of the load obtained based on the power receiving side feedback information approaches the optimum load value.
前記伝送パラメータ設定部は、
前記負荷値が前記最適負荷値より小さい場合には、前記1次コイルの駆動電圧を下げる制御及び前記1次コイルの駆動周波数を上げる制御の少なくとも一方を行うことを特徴とする送電制御装置。 In claim 8,
The transmission parameter setting unit
When the load value is smaller than the optimum load value, at least one of control for decreasing the drive voltage of the primary coil and control for increasing the drive frequency of the primary coil is performed.
前記伝送パラメータ設定部は、
前記負荷値が前記最適負荷値より大きい場合には、前記1次コイルの駆動電圧を上げる制御及び前記1次コイルの駆動周波数を下げる制御の少なくとも一方を行うことを特徴とする送電制御装置。 In claim 8,
The transmission parameter setting unit
When the load value is larger than the optimum load value, at least one of control for increasing the drive voltage of the primary coil and control for decreasing the drive frequency of the primary coil is performed.
前記伝送パラメータ設定部は、
前記受電側フィードバック情報を前記送電側伝送パラメータに変換処理する変換処理テーブルによって、前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。 In any one of Claims 1 thru | or 10.
The transmission parameter setting unit
The power transmission control device, wherein the power transmission side transmission parameter is set by a conversion processing table for converting the power receiving side feedback information into the power transmission side transmission parameter.
前記受信処理部は、
前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧及び前記負荷に流れる負荷電流の情報を受信し、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記1次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を前記送電側伝送パラメータとして設定し、
前記変換処理テーブルは、
前記出力電圧及び前記負荷電流の情報に基づいて、前記1次コイルの前記駆動電圧及び前記駆動周波数の少なくとも一方を出力することを特徴とする送電制御装置。 In claim 11,
The reception processing unit
As the power receiving side feedback information, information on the output voltage to the load on the power receiving side and the load current flowing in the load is received,
The transmission parameter setting unit
Setting at least one of the drive voltage and drive frequency of the primary coil as the power transmission side transmission parameter;
The conversion processing table is
A power transmission control device that outputs at least one of the drive voltage and the drive frequency of the primary coil based on information on the output voltage and the load current.
前記受信処理部は、
前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷に流れる負荷電流の情報を受信し、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記1次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を前記送電側伝送パラメータとして設定し、
前記変換処理テーブルは、
前記負荷電流の情報に基づいて、前記1次コイルの前記駆動電圧及び前記駆動周波数の少なくとも一方を出力することを特徴とする送電制御装置。 In claim 11,
The reception processing unit
As the power receiving side feedback information, information on the load current flowing through the load on the power receiving side is received,
The transmission parameter setting unit
Setting at least one of the drive voltage and drive frequency of the primary coil as the power transmission side transmission parameter;
The conversion processing table is
A power transmission control device that outputs at least one of the drive voltage and the drive frequency of the primary coil based on information on the load current.
受電側から受信した情報を記憶する記憶部を更に含み、
前記受信処理部は、
前記負荷の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を受信して、前記記憶部に書き込むことを特徴とする送電制御装置。 In any one of Claims 1 thru | or 13.
A storage unit for storing information received from the power receiving side;
The reception processing unit
A power transmission control device, wherein load value detection method information, which is information for specifying a load load value detection method, is received and written in the storage unit.
前記負荷値検出方式情報は、
前記受電側フィードバック情報として受信した受電側の前記負荷への出力電圧及び前記負荷に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の前記負荷値を検出する第1の負荷値検出方式と、
前記受電側フィードバック情報として受信した受電側の前記負荷に流れる前記負荷電流の情報に基づいて受電側の前記負荷値を検出する第2の負荷値検出方式と、
のいずれの検出方式であるかを特定するための情報であることを特徴とする送電制御装置。 In claim 14,
The load value detection method information is
A first load value detection method for detecting the load value on the power receiving side based on the output voltage to the load on the power receiving side received as the power receiving side feedback information and information on the load current flowing in the load;
A second load value detection method for detecting the load value on the power receiving side based on information on the load current flowing in the load on the power receiving side received as the power receiving side feedback information;
It is the information for specifying which detection method of which is, The power transmission control apparatus characterized by the above-mentioned.
交流電圧を生成して前記1次コイルに供給する送電部と、
前記送電部に駆動電圧を供給する電源回路と、を含むことを特徴とする送電装置。 A power transmission control device according to any one of claims 1 to 15,
A power transmission unit that generates an alternating voltage and supplies the alternating voltage to the primary coil;
And a power supply circuit that supplies a driving voltage to the power transmission unit.
前記受電制御装置を制御する制御部を含み、
前記制御部は、
前記負荷の負荷値を求めるための情報である負荷情報を検出する負荷情報検出部と、
前記負荷情報検出部で検出した負荷情報を、前記1次コイルと前記2次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを、前記送電制御装置において設定するための受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信する送信処理部と、
受電制御を行う受電制御部と、
を含むことを特徴とする受電制御装置。 The power receiving device of the contactless power transmission system that electromagnetically couples the primary coil and the secondary coil to transmit power from the power transmitting device to the power receiving device and supplies power to the load of the power receiving device. A power reception control device provided,
A control unit for controlling the power reception control device;
The controller is
A load information detection unit that detects load information that is information for obtaining a load value of the load;
In the power transmission control device, the load information detected by the load information detection unit is used as a transmission side transmission parameter for obtaining an optimum load value that maximizes the power transmission efficiency in the combination of the primary coil and the secondary coil. A transmission processing unit for transmitting to the power transmission device as power receiving side feedback information for setting;
A power reception control unit for performing power reception control;
A power reception control device comprising:
前記送信処理部は、
前記負荷の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を送信することを特徴とする受電制御装置。 In claim 18,
The transmission processing unit
A power reception control device that transmits load value detection method information that is information for specifying a load value detection method of the load.
前記送信処理部は、
前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧の情報及び前記負荷に流れる負荷電流の情報のうちの少なくとも1つの情報を前記送電装置に送信することを特徴とする受電制御装置。 In claim 18 or 19,
The transmission processing unit
The power reception control device, wherein at least one of information on output voltage to the load on the power reception side and information on load current flowing in the load is transmitted to the power transmission device as the power reception side feedback information.
前記負荷情報検出部は、
通常送電開始前における負荷状況を前記負荷情報として検出し、
前記送信処理部は、
前記負荷情報を前記受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信することを特徴とする受電制御装置。 In any of claims 18 to 20,
The load information detection unit
Detecting the load status before starting normal power transmission as the load information,
The transmission processing unit
The power reception control device, wherein the load information is transmitted to the power transmission device as the power reception side feedback information.
前記2次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部と、
を含むことを特徴とする受電装置。 A power reception control device according to any one of claims 18 to 21,
A power receiving unit that converts an induced voltage of the secondary coil into a DC voltage;
A power receiving device comprising:
前記受電装置により電力が供給される負荷と、
を含むことを特徴とする電子機器。 A power receiving device according to claim 22;
A load to which power is supplied by the power receiving device;
An electronic device comprising:
前記送電装置を制御する送電制御装置は、
前記送電制御装置を制御する送電側制御部を含み、
前記送電側制御部は、
前記受電装置から受電側フィードバック情報を受信する受信処理部と、
前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記1次コイルと前記2次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定する伝送パラメータ設定部と、
前記送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う送電制御部と、
を含み、
前記受電装置を制御する受電制御装置は、
前記受電制御装置を制御する受電側制御部を含み、
前記受電側制御部は、
前記負荷の負荷値を求めるための情報である負荷情報を検出する負荷情報検出部と、
前記負荷情報検出部で検出した前記負荷情報を前記受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信する送信処理部と、
前記前記送電処理部の制御を行う受電制御部と、
を含むことを特徴とする無接点電力電送システム。 A non-contact power transmission system that electromagnetically couples a primary coil and a secondary coil to transmit power from a power transmission device to a power reception device and supplies power to a load of the power reception device,
The power transmission control device for controlling the power transmission device is:
Including a power transmission side control unit for controlling the power transmission control device,
The power transmission side control unit
A reception processing unit that receives power-receiving-side feedback information from the power receiving device;
A transmission parameter setting unit for setting a power transmission side transmission parameter for obtaining an optimum load value that maximizes the efficiency of power transmission in the combination of the primary coil and the secondary coil based on the power receiving side feedback information;
A power transmission control unit that performs power transmission control based on the power transmission side transmission parameter;
Including
The power reception control device for controlling the power reception device is:
A power receiving side control unit for controlling the power receiving control device;
The power receiving side control unit
A load information detection unit that detects load information that is information for obtaining a load value of the load;
A transmission processing unit that transmits the load information detected by the load information detection unit to the power transmission device as the power receiving side feedback information;
A power reception control unit for controlling the power transmission processing unit;
A contactless power transmission system comprising:
Priority Applications (1)
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Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012055045A (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Canon Inc | Power feeding device and non-contact power feeding system |
JP2012085426A (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Sony Corp | Power supply device and power supply system |
JP2013529883A (en) * | 2010-06-24 | 2013-07-22 | 海爾集団公司 | Wireless power receiver and wireless power transmission system |
JP2013529882A (en) * | 2010-06-24 | 2013-07-22 | ハイアール グループ コーポレイション | Electronic device, wireless power feeding system thereof, and wireless power feeding method |
WO2014038167A1 (en) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | パナソニック株式会社 | Contactless charging device, program therefor, and automobile having contactless charging device mounted therein |
CN104124782A (en) * | 2014-07-04 | 2014-10-29 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | Wireless energy transmission method and device |
CN104205901A (en) * | 2012-04-03 | 2014-12-10 | 高通股份有限公司 | System and method for wireless power control communication using bluetooth low energy |
KR20150014504A (en) * | 2012-05-20 | 2015-02-06 | 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 | System and method for communication in wireless power supply systems |
JP2015035911A (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | キヤノン株式会社 | Power reception device, control method therefor and program |
JP2016504007A (en) * | 2012-12-12 | 2016-02-08 | クアルコム,インコーポレイテッド | System and method for facilitating avoidance of wireless charging cross-connection |
JP2016034209A (en) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | キヤノン株式会社 | Power reception device, power transmission device, power reception device control method, power transmission device control method, and program |
CN106058944A (en) * | 2011-02-21 | 2016-10-26 | 索尼公司 | Power transmission device, power transmission method, and power transmission system |
JP2017046578A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 長崎県 | Non-contact power transmission device |
US9643504B2 (en) | 2011-11-08 | 2017-05-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wireless power transmission system, resonator in wireless power transmission system, and resonator design method for optimum power division |
JP2017158315A (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | セイコーエプソン株式会社 | Control device, power transmission device, electronic device, and contactless power transmission system |
KR20170106431A (en) * | 2015-01-23 | 2017-09-20 | 와이테크 게엠베하 | Inductive power transfer method |
JP2017221109A (en) * | 2013-10-01 | 2017-12-14 | キヤノン株式会社 | Power transmission device, power reception device, control method of power transmission, control method of power reception, and program |
KR101809811B1 (en) * | 2013-07-19 | 2017-12-15 | 인텔 코포레이션 | Apparatus, system and method of multiple device wireless power transfer |
US10008874B2 (en) | 2013-07-19 | 2018-06-26 | Intel Corporation | Apparatus, system and method of wireless power transfer |
CN110350610A (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-18 | 群光电能科技股份有限公司 | Charging unit |
JPWO2018185810A1 (en) * | 2017-04-03 | 2019-11-07 | 三菱電機株式会社 | Contactless power supply system |
WO2020121658A1 (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | キヤノン株式会社 | Power receiving device, power receiving device control method, and program |
-
2008
- 2008-10-27 JP JP2008275684A patent/JP2010104203A/en active Pending
Cited By (44)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013529883A (en) * | 2010-06-24 | 2013-07-22 | 海爾集団公司 | Wireless power receiver and wireless power transmission system |
JP2013529882A (en) * | 2010-06-24 | 2013-07-22 | ハイアール グループ コーポレイション | Electronic device, wireless power feeding system thereof, and wireless power feeding method |
US9525209B2 (en) | 2010-08-31 | 2016-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Method, apparatus, and computer-readable storage medium for contactless power supply and power control |
JP2012055045A (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Canon Inc | Power feeding device and non-contact power feeding system |
JP2012085426A (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Sony Corp | Power supply device and power supply system |
CN102447312A (en) * | 2010-10-08 | 2012-05-09 | 索尼公司 | Power feeder and power feeding system |
CN106208288A (en) * | 2010-10-08 | 2016-12-07 | 索尼公司 | Power feeder and power feeding system |
CN106058944A (en) * | 2011-02-21 | 2016-10-26 | 索尼公司 | Power transmission device, power transmission method, and power transmission system |
US10855336B2 (en) | 2011-02-21 | 2020-12-01 | Sony Corporation | Power transmission device, power transmission method, and power transmission system |
US10523277B2 (en) | 2011-02-21 | 2019-12-31 | Sony Corporation | Power transmission device, power transmission method, and power transmission system |
CN106058944B (en) * | 2011-02-21 | 2019-10-18 | 索尼公司 | Electric power sending device, electric power sending method and power transmission system |
US9643504B2 (en) | 2011-11-08 | 2017-05-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wireless power transmission system, resonator in wireless power transmission system, and resonator design method for optimum power division |
JP2015520593A (en) * | 2012-04-03 | 2015-07-16 | クアルコム,インコーポレイテッド | System and method for wireless power control communication using Bluetooth® Low Energy |
JP2017209008A (en) * | 2012-04-03 | 2017-11-24 | クアルコム,インコーポレイテッド | System and method for wireless power control communication using bluetooth(r) low energy |
KR102136453B1 (en) * | 2012-04-03 | 2020-07-21 | 퀄컴 인코포레이티드 | System and method for wireless power control communication using bluetooth low energy |
US9979223B2 (en) | 2012-04-03 | 2018-05-22 | Qualcomm Incorporated | System and method for wireless power control communication using bluetooth low energy |
CN104205901B (en) * | 2012-04-03 | 2018-05-18 | 高通股份有限公司 | For using the system and method for the wireless power of bluetooth low energy control communication |
CN104205901A (en) * | 2012-04-03 | 2014-12-10 | 高通股份有限公司 | System and method for wireless power control communication using bluetooth low energy |
KR20170137945A (en) * | 2012-04-03 | 2017-12-13 | 퀄컴 인코포레이티드 | System and method for wireless power control communication using bluetooth low energy |
KR102013688B1 (en) | 2012-05-20 | 2019-08-23 | 필립스 아이피 벤쳐스 비.브이. | System and method for communication in wireless power supply systems |
US10250083B2 (en) | 2012-05-20 | 2019-04-02 | Philips Ip Ventures B.V. | System and method for communication in wireless power supply systems |
KR20150014504A (en) * | 2012-05-20 | 2015-02-06 | 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 | System and method for communication in wireless power supply systems |
JP2015517794A (en) * | 2012-05-20 | 2015-06-22 | アクセス ビジネス グループ インターナショナル リミテッド ライアビリティ カンパニー | System and method for communicating in a wireless power system |
WO2014038167A1 (en) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | パナソニック株式会社 | Contactless charging device, program therefor, and automobile having contactless charging device mounted therein |
US10734841B2 (en) | 2012-12-12 | 2020-08-04 | Qualcomm Incorporated | System and method for facilitating avoidance of wireless charging cross connection |
JP2016504007A (en) * | 2012-12-12 | 2016-02-08 | クアルコム,インコーポレイテッド | System and method for facilitating avoidance of wireless charging cross-connection |
US10008874B2 (en) | 2013-07-19 | 2018-06-26 | Intel Corporation | Apparatus, system and method of wireless power transfer |
KR101809811B1 (en) * | 2013-07-19 | 2017-12-15 | 인텔 코포레이션 | Apparatus, system and method of multiple device wireless power transfer |
US10020684B2 (en) | 2013-07-19 | 2018-07-10 | Intel Corporation | Apparatus, system and method of multiple device wireless power transfer |
JP2015035911A (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | キヤノン株式会社 | Power reception device, control method therefor and program |
JP2017221109A (en) * | 2013-10-01 | 2017-12-14 | キヤノン株式会社 | Power transmission device, power reception device, control method of power transmission, control method of power reception, and program |
CN104124782A (en) * | 2014-07-04 | 2014-10-29 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | Wireless energy transmission method and device |
JP2016034209A (en) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | キヤノン株式会社 | Power reception device, power transmission device, power reception device control method, power transmission device control method, and program |
KR20170106431A (en) * | 2015-01-23 | 2017-09-20 | 와이테크 게엠베하 | Inductive power transfer method |
JP2018503348A (en) * | 2015-01-23 | 2018-02-01 | ワイテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングWiTech GmbH | Induction current transmission method |
KR102214219B1 (en) * | 2015-01-23 | 2021-02-08 | 와이테크 게엠베하 | Induction power transmission method |
JP2017046578A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 長崎県 | Non-contact power transmission device |
JP2017158315A (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | セイコーエプソン株式会社 | Control device, power transmission device, electronic device, and contactless power transmission system |
JPWO2018185810A1 (en) * | 2017-04-03 | 2019-11-07 | 三菱電機株式会社 | Contactless power supply system |
CN110350610A (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-18 | 群光电能科技股份有限公司 | Charging unit |
WO2020121658A1 (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | キヤノン株式会社 | Power receiving device, power receiving device control method, and program |
JP2020096491A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | キヤノン株式会社 | Power reception device, control method of the same, and program |
JP7100572B2 (en) | 2018-12-14 | 2022-07-13 | キヤノン株式会社 | Power receiving device, control method and program of power receiving device |
US11502556B2 (en) | 2018-12-14 | 2022-11-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Power receiving apparatus, control method of power receiving apparatus, and storage medium |
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